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专题17 通过激素的调节
一、单选题
1.(2024高三下·江苏淮安·专题练习)蛋白质等大分子在持续高血糖状态下自发地与葡萄糖等反应,生成稳定的晚期糖基化终末产物(AGEs),该过程不需要酶的催化。研究表明,AGEs会加速人体的衰老并导致许多慢性退化型疾病的发生。下图表示AGEs对某细胞的主要影响机制。相关叙述错误的是( )
A.物质A是丙酮酸,图示细胞为胰岛B细胞
B.蛋白质与葡萄糖反应生成AGEs时,伴随着肽键的形成
C.AGEs进入细胞的方式体现了细胞膜的流动性
D.AGEs进入细胞后,会促进线粒体的凋亡、抑制胰岛素的分泌
【答案】B
【分析】据图可知,AGEs通过胞吞进入细胞后与细胞内的受体结合,可抑制Bcl-2基因的转录,Bcl-2基因表达形成的蛋白质可抑制线粒体解体;细胞呼吸产生的ATP可促进胰岛素的分泌。
【详解】A、据题图可知,物质A是由葡萄糖分解产生的三碳化合物,且其进入线粒体中并被利用,因此可能是丙酮酸,图示细胞能分泌胰岛素,是胰岛B细胞,A正确;
B、氨基酸间、氨基酸与多肽间发生脱水缩合时有肽键形成,蛋白质与葡萄糖发生反应时没有肽键形成,B错误;
C、AGEs是大分子,以胞吞的方式进入细胞,体现了细胞膜的流动性的特点,C正确;
D、据题图可知,AGEs进入细胞后,会促进线粒体的凋亡、抑制ATP的合成,胰岛素分泌的过程因能量供应不足也会受到抑制,D正确。
故选B。
2.(2024·江苏·模拟预测)球王梅西11岁时身高只有1.32米,依靠持续注射生长激素才有了1.69米的身高。梅西少年时生长迟缓是由下列哪项功能低下造成的( )
A.垂体 B.甲状腺 C.胰岛 D.肾上腺
【答案】A
【分析】激素是由内分泌腺的腺细胞所分泌的、对人体有特殊作用的化学物质。它在血液中含量极少,但是对人体的新陈代谢、生长发育和生殖等生理活动,却起着重要的调节作用。
【详解】A、生长激素是由垂体分泌的,有调节人体生长发育的作用。如果幼年时生长激素分泌不足,则生长迟缓,身材矮小,到了成年,有的身高才只有70cm,但是智力一般是正常的,这叫侏儒症;由此可知,梅西少年时生长迟缓是因为垂体功能低下造成的,A符合题意;
B、甲状腺分泌的是甲状腺激素,甲状腺激素可以促进新陈代谢和生长发育,提高神经系统的兴奋性,幼年时期分泌不足会引起呆小症,B不符合题意;
C、胰岛分泌的是胰岛素,胰岛素的主要功能是调节糖在体内的吸收、利用和转化等,如促进血糖合成糖元,加速血糖的分解,C不符合题意;
D、肾上腺分泌肾上腺素,肾上腺素能够促使心跳加快、血压升高、使皮肤血管扩张,在紧急情况下,肾上腺素的分泌增加,可以增加中枢神经系统的兴奋性,使人体反应灵敏,还能充分调动人体的潜力,以应对紧急情况,D不符合题意。
故选A。
3.(2024·江苏南京·二模)血浆渗透压升高导致渗透压渴觉,体液流失导致低血容量性渴觉。下列叙述正确的是( )
A.血浆渗透压下降,可缓解渗透压渴觉,此时垂体合成和分泌的抗利尿激素减少
B.低血容量时,压力感受器受刺激减弱,短时间内心率加快,心输出血量增加
C.血浆渗透压升高,醛固酮含量升高会造成Na+、水积聚在体内,导致组织水肿
D.低血容量时,大脑皮层产生渴觉,为缓解口渴症状,最好及时补充纯净水
【答案】B
【分析】水平衡调节过程:饮水不足、失水过多→血浆渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多→肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少;同时大脑皮层产生渴觉。
【详解】A、血浆渗透压下降,可缓解渗透压渴觉,此时由下丘脑合成、分泌,垂体释放的抗利尿激素减少,A错误;
B、当机体处于低血容量时,对压力感受器的刺激会减弱,为了提高组织器官灌注,短时间内心率加快,心输出量增加,B正确;
C、血浆渗透压升高,醛固酮含量升高会造成Na+积聚在体内,但水不会积聚在体内,C错误;
D、 低血容量时,大脑皮层产生渴觉,为缓解口渴症状,最好及时补充淡盐水,D错误。
故选B。
4.(2024·江苏南通·三模)运动员在进行马拉松比赛的过程中会大量出汗、口渴而大量饮水,相关叙述正确的是( )
A.运动员在马拉松比赛的过程中,散热量大于产热量
B.运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过辐射的方式散热
C.剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持不变
D.大量出汗后血浆渗透压升高,大脑皮层产生渴觉
【答案】D
【分析】1、体温的相对稳定是产热和散热保持动态平衡的结果;寒冷环境中,机体通过调节使甲状腺激素和肾上腺素分泌增多,通过促进代谢,加快物质氧化分解来增加产热。人体中的热量来自细胞中有机物的氧化分解放能;散热的途径主要是汗腺分泌汗液和皮肤毛细血管的变化,此外含有传导散热等。体温调节的中枢位于下丘脑;感知觉的形成部位在大脑皮层。
2、体内水少或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多→肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少。
【详解】A、运动员在马拉松比赛的过程中,体温维持相对稳定,说明散热量等于产热量,A错误;
B、运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过汗液的蒸发散热,B错误;
C、剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持相对稳定,而不是保持不变,C错误;
D、大量出汗后血浆渗透压升高,下丘脑渗透压感受器受到刺激,产生兴奋传至大脑皮层,大脑皮层产生渴觉,D正确。
故选D。
5.(2024·江苏徐州·模拟预测)糖皮质激素是一种免疫抑制剂,由肾上腺皮质分泌,属于脂溶性激素。研究发现长期紧张的生活节奏往往会给人带来一定情绪压力。下图为人在情绪压力(如疼痛、恐惧等)下,肾上腺皮质和肾上腺髓质参与的应激反应模式图。有关叙述错误的是( )
A.人体发生应激反应时,机体通过分级调节,最终导致糖皮质激素增多
B.图中激素a是肾上腺素,该激素的分泌增多受副交感神经支配
C.糖皮质激素通过自由扩散进入靶细胞,激活细胞质中的受体,进而发挥作用
D.长期的情绪压力使机体释放糖皮质激素增多,抑制免疫系统的正常功能,使其功能低下
【答案】B
【分析】情绪压力可以刺激下丘脑,在神经调节方面、下丘脑通过可以控制肾上腺髓质分泌激素a肾上腺素,引起压力的短期效应;在体液调节方面,下丘脑会分泌出促肾上腺皮质激素释放激素作用于垂体,垂体分泌出促肾上腺皮质激素,作用于肾上腺皮质产生肾上腺皮质激素,引起压力的长期效应。
【详解】A、分级调节是分层的调节方式,最高级的调节系统向下调控较低级的系统,较低级的再向下调控更低级的,糖皮质激素的分泌是通过下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴进行,存在分级调节,最终导致糖皮质激素增多,A正确;
B、通过下丘脑直接支配肾上腺髓质释放的激素a为肾上腺素。交感神经可以使心跳加快、加强,副交感神经使心跳减慢、减弱,肾上腺素能促进心跳加快,因此推测该激素的分泌受交感神经支配,B错误;
C、糖皮质激素属于脂质类的激素,通过自由扩散的方式穿过细胞膜进入靶细胞,激活细胞质中的受体,进而发挥作用,C正确;
D、糖皮质激素是一种免疫抑制剂,长期的情绪压力使机体释放糖皮质激素增多,抑制了免疫系统功能,D正确。
故选B。
6.(2024·江苏南通·模拟预测)全身麻醉手术的患者发生术中低体温(体温低于36.0℃)的概率高达78.4%。相关叙述错误的是( )
A.下丘脑中既有温度感受器,又有体温调节中枢
B.麻醉可诱导体温调定点降低,导致产热总量大于散热总量
C.手术麻醉后的早期,机体主要通过热辐射大量散热,体温下降
D.临床上可通过调节手术室温度、术中输液加温等手段预防术中低体温
【答案】B
【分析】人是恒温动物,恒温动物在低温环境中要减少散热,增加产热,而在高温环境中,要减少产热,增加散热,这样才能维持体温相对稳定。温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过下丘脑体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。皮肤是主要的散热器官,在寒冷的刺激下,皮肤温度感受器产生反射性的血管收缩反应,皮肤温度下降,散热量减少;在温热的刺激下,刺激皮肤中另一种温度感受器产生反射性的血管舒张反应,血流量增加。
【详解】A、体温调节中枢位于下丘脑,下丘脑中也有温度感受器,A正确;
B、麻醉可诱导体温调定点降低,导致产热总量小于散热总量,B错误;
C、手术麻醉后的早期,机体会出现非控制性体温下降,主要通过热辐射大量散热,C正确;
D、预防术中低体温措施有手术室环境温度21-25 ℃,根据手术不同时段及时调节温度,术中应用保温措施,如加盖棉被,加温仪、加温毯的使用,输血输液时加温、冲洗溶液加温等,D正确。
故选B。
7.(2024·江苏·三模)下列关于细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.糖皮质激素和胰高血糖素是大分子激素,且都由内分泌腺分泌
B.ATP中磷酸基团均带正电荷而相互排斥导致特殊化学键容易断裂
C.纤维素和几丁质都属于多糖,都是细胞内的能源物质
D.同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
【答案】D
【分析】ATP是腺苷三磷酸的英文缩写,由于腺苷三磷酸中两个相邻的磷酸基团都带有负电荷而相互排斥等原因,使得特殊化学键不稳定,末端磷酸基团有一种离开ATP而与其他分子结合的趋势,也就是具有较高的转移势能。当ATP在酶的作用下水解时,脱离下来的末端磷酸基团挟能量与其他分子结合,从而使后者发生变化。
【详解】A、糖皮质激素属于肾上腺皮质激素,是一种类固醇激素为小分子,A错误;
B、ATP中磷酸基团均带负电荷而相互排斥导致特殊化学键易断裂,B错误;
C、纤维素和几丁质都属于多糖,不能充当能源物质,C错误;
D、骨髓造血干细胞具有分裂能力,进行有丝分裂过程中时核DNA加倍,而浆细胞没有分裂能力,因此在有丝分裂的过程中,同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同,D正确。
故选D。
8.(2024·江苏扬州·模拟预测)甲状腺激素对胰岛B细胞分泌胰岛素的调节存在如下图所示的机制。下列说法正确的是( )
A.图中甲状腺激素通过神经和体液共同调节GLP-1的分泌
B.激活肝脏的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病
C.甲状腺激素抑制胰岛B细胞分泌胰岛素加速血糖的吸收和利用
D.胰岛素导致的血糖降低刺激下丘脑,引发副交感神经兴奋
【答案】B
【分析】1、分析题图可知:甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,从而降低血糖浓度。
2、胰岛素的作用是机体内唯一降低血糖的激素,胰岛素可促进组织细胞加速、摄取、利用存储葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进肝糖原的分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高。
【详解】A、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,GLP-1可增强胰岛素的合成和分泌,这是体液调节的结果,A错误;
B、激活肝脏的甲状腺激素受体能与甲状腺激素结合,能促进胰岛素 的分泌,从而降低血糖,可能有助于治疗糖尿病,B正确;
C、由图可知,甲状腺激素能促进肝脏合成胆汁酸,抑制FXR蛋白的合成和GLP-1的合成,促进胰岛B细胞分泌胰岛素,使血糖的浓度降低,C错误;
D、高血糖刺激下丘脑,通过副交感神经释放乙酰胆碱作用于胰岛B细胞和肝细胞,使血糖浓度降低,D错误。
故选B。
9.(2024·江苏泰州·模拟预测)运用生物学原理可以指导我们的健康生活或科学生产。下列相关叙述正确的是( )
A.肥胖患者可通过促进将脂肪大量转化为糖类而减肥
B.移栽植物时根部应带土,同时保留较多叶片促进光合作用
C.丰富的学习活动和生活体验可以增加脑中神经元的数量
D.冬季养殖家禽家畜时,注意给动物防寒保暖,以提高其细胞呼吸速率
【答案】C
【分析】运动是促进神经元细胞生长和增加突触数量的重要方式。通过参与运动和学习新事物,可以刺激大脑内的神经元细胞生长,从而提高认知能力。运动不仅增加了心率,向大脑输送更多的氧气,还释放了激素,为脑细胞的生长提供了良好的环境。运动还刺激了大脑许多重要皮质区域细胞间新连接的生长,促进了大脑的可塑性。例如,加州大学洛杉矶分校的研究证明,运动增加了大脑中的生长因子,使大脑更容易长出新的神经元连接。并且,运动还与海马体中更多的细胞生长有关,海马体是大脑中负责学习和记忆的区域。
【详解】A、糖与脂肪代谢的关系是糖和脂肪可以相互转化,糖可以大量转化为脂肪,但脂肪却不能大量的转化为糖类,肥胖患者要控制摄入糖类,A错误;
B、移栽植物时根部应带土,同时保留少量叶片,既能促进光合作用,又能减少蒸腾作用,B错误;
C、运动是促进神经元细胞生长和增加突触数量的重要方式,丰富的学习活动和生活体验可以促进脑中神经元的产生,C正确;
D、冬季养殖鸡、猪时,注意给动物防寒保暖,以降低其细胞呼吸速率,提高饲料利用率,D错误。
故选C。
10.(2024·江苏泰州·模拟预测)健康人早晨和下午不同时段、同等运动强度的锻炼条件,体内醛固酮含量的变化如下图。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.锻炼时下午比早晨脱水更严重,故下午不宜进行高强度运动
B.锻炼后出汗会使醛固酮分泌量增加,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
C.运动后适量补充含无机盐的功能性饮料能快速恢复体液平衡
D.大量出汗会使垂体释放的抗利尿激素增加,促进对水的重吸收
【答案】A
【分析】人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
【详解】A、由图可知,早晨运动醛固酮分泌量大于下午运动醛固酮的分泌量,说明早晨运动会更容易导致水分和无机盐的丢失,破坏内环境的稳态,因此晨练不宜进行高强度运动,A错误;
B、锻炼会导致血钠含量降低,使醛固酮的分泌量增加,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡,B正确;
C、运动过程中消耗了能量也丢失了水分和无机盐,运动后适量补充含无机盐的功能性饮料有助于快速恢复体液平衡,C正确;
D、大量出汗会导致内环境渗透压升高,刺激使垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收,D正确。
故选A。
11.(2024·江苏连云港·模拟预测)NO化学性质十分活泼,具有多种生物学功能,特别是在心血管舒张中发挥重要作用,其调节过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.Ach、PIP2、Ca2+和NO均是信号分子起调节作用
B.NO进入邻近平滑肌细胞的方式是自由扩散或协助扩散
C.NO对平滑肌松弛的调节是神经-体液调节过程
D.NO具有缓解心肌梗塞症状和降血压的功能
【答案】D
【分析】NO是一种脂溶性气体,可以通过自由扩散进入平滑肌细胞;NO可引起血管壁平滑肌细胞松弛,血管扩张,让血液更自由地流过血管,可治疗因血管狭窄而导致的冠心病。
【详解】A、由图可知,PIP2是转运Ach分子的物质,不是信号分子,A错误;
B、NO是一种脂溶性气体,可以通过自由扩散进入平滑肌细胞,B错误;
C、NO通过体液运输调节靶细胞平滑肌的活动,调节方式为体液调节,C错误;
D、NO可引起血管壁平滑肌细胞松弛,血管扩张,让血液更自由地流过血管,NO具有缓解心肌梗塞症状和降血压的功能,D正确。
故选D。
12.(2024·江苏南通·三模)某人离开25℃的房间,进入10℃的环境中一段时间,测定散热量的变化,结果如图。下列说法正确的是( )
A.人体细胞25℃时比10℃时代谢旺盛,与10℃时酶活性较低有关
B.在t1-t2时段,甲状腺激素、肾上腺素分泌增加引起骨骼肌收缩
C.在t2-t3时段,散热量降低与皮肤毛细血管收缩、汗腺分泌减少有关
D.10℃时机体副交感神经兴奋,促进胰高血糖素分泌增加
【答案】C
【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。
【详解】A、人是恒温动物,25℃时比10℃时酶活性变化不大,而在10℃代谢加强,产热增多,以维持恒温,A错误;
B、在t1-t2时段,甲状腺激素、肾上腺素分泌增加,使体内代谢活动加强,产热量增加,骨骼肌不自主颤栗,使产热增加,B错误;
C、在t2-t3时段,当人处于寒冷环境中时,冷觉感受器受到刺激,产生兴奋,将兴奋传入下丘脑的体温调节中枢,再通过中枢的分析、综合,使交感神经兴奋,引起皮肤血管收缩,减少皮肤血流量,减少散热量,C正确;
D、交感神经兴奋时促进胰高血糖素分泌增加,D错误。
故选C。
13.(2024·福建福州·三模)高血压病的发病机制复杂,如水钠潴留(水和钠滞留于内环境)、肾素-血管紧张素-醛固酮系统过度激活(肾素可促进生成血管紧张素Ⅱ,血管紧张素Ⅱ引发血管收缩、醛固酮分泌增加)。下列叙述错误的是( )
A.长期饮食偏咸,钠摄入过多,增加了水钠潴留、患高血压病的可能
B.醛固酮分泌增加,促进钠的重吸收,尿量增加,导致循环血量减少
C.注射血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂,可抑制血管收缩,从而降低血压
D.紧张时血压升高,是神经调节、体液调节等共同作用的结果
【答案】B
【分析】血管紧张素原在肾素催化下转换为血管紧张素I,血管紧张素I在血管紧张素转化酶作用下转换成血管紧张素II,血管紧张素II转换成血管紧张素III,二者共同作用于肾上腺,促进肾上腺分泌醛固酮。
【详解】A、长期饮食偏咸,钠摄入过多,增加了水钠潴留、患高血压病的可能,A正确;
B、醛固酮分泌增加,促进钠的重吸收,尿量减少,导致循环血量增加,B错误;
C、注射血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂,可抑制血管收缩,从而降低血压,C正确;
D、紧张时血压升高,是神经调节、体液调节等共同作用的结果,D正确。
故选B。
14.(2024·江苏·模拟预测)健康人早晨和下午不同时段、同等运动强度的锻炼条件,体内醛固酮含量的变化如下图。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.锻炼时下午比早晨脱水更严重,故下午不宜进行高强度运动
B.锻炼后出汗会使醛固酮分泌量增加,促进肾脏对的重吸收
C.运动后适量补充含无机盐的功能性饮料能快速恢复体液平衡
D.大量出汗会使垂体释放的抗利尿激素增加,促进对水的重吸收
【答案】A
【分析】人体的水平衡调节过程:当人体失水过多、饮水不足或吃的食物过咸时→细胞外液渗透压升高→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素增多→肾小管、集合管对水分的重吸收增加→尿量减少。同时大脑皮层产生渴觉(主动饮水)。
【详解】A、由图可知,早晨运动醛固酮分泌量大于下午运动醛固酮的分泌量,说明早晨运动会更容易导致水分和无机盐的丢失,破坏内环境的稳态,因此晨练不宜进行高强度运动,A错误;
B、锻炼会导致血钠含量降低,使醛固酮的分泌量增加,从而促进肾小管和集合管对Na+的重吸收,维持血钠含量的平衡,B正确;
C、运动过程中消耗了能量也丢失了水分和无机盐,运动后适量补充含无机盐的功能性饮料有助于快速恢复体液平衡,C正确;
D、大量出汗会导致内环境渗透压升高,刺激使垂体释放的抗利尿激素增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收,D正确。
故选A。
15.(2024·江苏盐城·模拟预测)正常情况下,人体具有维持内环境相对稳定的能力。下列调节过程叙述错误的是( )
A.运动时体温升高,下丘脑兴奋,皮肤血管收缩
B.运动时血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加
C.安静时副交感神经占优势,胃肠道蠕动加快
D.安静时肾上腺素分泌减少,机体耗氧量减少
【答案】A
【分析】内环境渗透压升高,抗利尿激素分泌增多,促进肾小管和集合管从吸收水分,从而使渗透压下降。
【详解】A、运动时体温升高,下丘脑兴奋,皮肤血管舒张,A错误;
B、运动时大量出汗使血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加,促进对水分的重吸收,B正确;
C、机体在安静状态时,交感神经兴奋度低,副交感神经占优势,胃肠蠕动加快,消化活动加快,C正确;
D、安静时肾上腺素分泌减少,代谢减慢,机体耗氧量减少,D正确。
故选A。
16.(2024·江苏南通·二模)激素、神经递质都是动物体内的信号分子。下列相关叙述正确的是( )
A.激素和神经递质可能作用于同一细胞调控同一生理过程
B.激素和神经递质释放都是通过胞吐完成
C.神经递质与受体结合及生效后,都会很快被酶分解
D.激素不能直接参与细胞代谢,但可以为细胞代谢提供能量
【答案】A
【分析】激素和神经递质是信息分子,激素是由内分泌细胞分泌,神经递质是由神经细胞分泌,都可作用于靶细胞的受体结合进行信息传递;激素有很多种类,例如性激素是小分子脂溶性,通过自由扩散释放;甲状腺激素是氨基酸衍生物,通过主动运输释放;其他一些大分子激素,大部分是通过胞吐的形式释放。神经递质的本质通常不是蛋白质。
【详解】A、激素和神经递质可能作用于同一细胞调控同一生理过程,如升高血糖时,胰高血糖素和神经递质都能作用于胰岛A细胞,促进胰高血糖素的分泌,从而升高血糖,A正确;
B、激素有很多种类,例如性激素是小分子脂溶性,通过自由扩散释放,B错误;
C、神经递质与受体结合及生效后,有一些会被酶分解,还有一些会被突触前膜回收,C错误;
D、激素是信息分子,不能直接参与细胞代谢,也不能为细胞代谢提供能量,D错误。
故选A。
17.(2024·江苏南通·二模)神经性口渴是由渴感的渗透压调节阈值降低所致。当血浆渗透压高于该阈值时,机体会产生渴感,患者表现出口渴、多饮、多尿等症状。下列叙述正确的是( )
A.渴觉中枢兴奋后,兴奋传递至大脑皮层产生渴觉属于非条件反射
B.患者排尿时,脊髓的排尿中枢受大脑皮层高级中枢的控制属于分级调节
C.机体产生渴觉后会主动饮水,随后下丘脑合成、垂体分泌的抗利尿激素会减少
D.某人因出现严重呕吐而大量失水会导致血容量减少,血压上升,同时感觉口渴
【答案】B
【分析】水平衡调节过程:
(1)饮水不足或失水过多→血浆渗透压升高→下丘脑感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素多→肾小管、集合管重吸收增加→尿量减少;同时大脑皮层产生渴觉。
(2)体内水过多时→细胞外液渗透压降低→下丘脑渗透压感受器受到刺激→垂体释放抗利尿激素减少→肾小管、集合管对水分的重吸收减少→尿量增加。
【详解】A、渴觉中枢兴奋后,兴奋传递至大脑皮层产生渴觉,没有经过完整的反射弧,不属于反射,A错误;
B、患者排尿时,脊髓的排尿中枢受大脑皮层高级中枢的控制属于分级调节,B正确;
C、抗利尿激素是由下丘脑合成并分泌,由垂体释放的,C错误;
D、某人因出现严重呕吐而大量失水会导致血容量减少,血压下降,同时感觉口渴,D错误。
故选B。
18.(2024·江苏南通·二模)人体细胞有多种葡萄糖转运蛋白(GLUTs),其中GLUTI主要负责葡萄糖进入红细胞和跨越血-脑屏障,GLUT4对胰岛素较为敏感。以下叙述正确的是( )
A.不同GLUT的功能不同的根本原因是氨基酸的种类不同
B.胰岛素与细胞内受体结合后会促进含GLUT4的囊泡与细胞膜融合
C.GLUTI转运葡萄糖进入人体的红细胞时空间构象不会发生改变
D.编码GLUTI的基因突变可能导致脑组织缺乏能量供应而萎缩
【答案】D
【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度,不需载体和能量;协助扩散的方向是从高浓度向低浓度,需要转运蛋白,不需要能量;主动运输的方向是从低浓度向高浓度,需要载体和能量等。
【详解】A、不同GLUT的功能不同的根本原因是基因中碱基序列的不同,A错误;
B、胰岛素的受体在细胞膜上,B错误;
C、GLUTI转运葡萄糖时空间构象会发生变化,C错误;
D、由题意可知,GLUTI可以转运葡萄糖进入脑细胞,葡萄糖是细胞中的主要的能源物质,故编码GLUTI的基因突变导致GLUTI出现功能异常会引起脑细胞供能不足,脑组织缺乏能量供应而萎缩,D正确。
故选D。
19.(2024·江苏盐城·模拟预测)当人们面对压力时机体会表现一系列的生理反应,如心跳加速、皮肤及内脏血管扩张、支气管扩张、代谢速率升高等,为机体在紧张的情况下提供充足的能量。下列叙述错误的是( )
A.交感神经和副交感神经属于自主神经系统,由运动神经和感觉神经组成
B.当机体处于压力状态时,交感神经活动占据优势,使机体处于紧张状态
C.下丘脑通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖含量上升
D.脊髓对膀胱大小的控制由自主神经支配,副交感神经兴奋使膀胱缩小
【答案】A
【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的作用通常是相反的。当人体处于兴奋状态时,交感神经活动占据优势,心跳加快,支气管扩张,但胃肠的蠕动和消化腺的分泌活动减弱;而当人处于安静状态时,副交感神经活动则占据优势,此时,心跳减慢,但胃肠的蠕动和消化液的分泌会加强,有利于食物的消化和营养物质的吸收。
【详解】A、自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成,它们的活动不受意识的支配,属于支配内脏、血管和腺体的传出神经,A错误;
B、当机体处于压力状态时,副交感神经受到抑制的,而交感神经是兴奋的,交感神经活动占据优势,使机体处于紧张状态,B正确;
C、血糖降低时,通过下丘脑调节交感神经,支配胰岛A细胞分泌胰高血糖素增加,从而使血糖浓度升高,C正确;
D、交感神经的兴奋能使膀胱壁松弛,内括约肌收缩,因而阻止小便排出,副交感神经兴奋,会使膀胱缩小,从而促进膀胱排尿,D正确。
故选A。
20.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)下丘脑位于大脑的腹面,是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。下列关于下丘脑的叙述,正确的是( )
A.机体发烧时,下丘脑神经兴奋,其分泌的促甲状腺激素减少
B.大量出汗时,下丘脑合成的抗利尿激素和醛固酮分泌增加
C.饥饿时,下丘脑中的副交感神经兴奋促进胰高血糖素的分泌
D.长期熬夜,下丘脑控制节律功能减弱可导致内分泌系统紊乱
【答案】D
【分析】下丘脑在机体稳态中的作用主要包括以下四个方面:①感受:渗透压感受器感受渗透压升降,维持水代谢平衡。②传导:可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层,使之产生渴觉。③分泌:分泌促激素释放激素,作用于垂体,使之分泌相应的激素或促激素。在外界环境温度低时分泌促甲状腺激素释放激素,在细胞外液渗透压升高时促使垂体分泌抗利尿激素。④调节:体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。
【详解】A、促甲状腺激素是由垂体分泌的,A错误;
B、大量出汗时,会丢失水和钠离子,细胞外液渗透压升高和血钠浓度降低,故下丘脑合成的抗利尿激素和肾上腺分泌的醛固酮都增加,B错误;
C、饥饿时,血糖浓度降低,交感神经兴奋,促进胰岛A细胞分泌胰高血糖素,C错误;
D、下丘脑与生物节律的控制有关,长期熬夜,下丘脑控制节律功能减弱可导致内分泌系统紊乱,D正确。
故选D。
21.(2024·江苏南京·一模)原发性醛固酮增多症(PA)是继发性高血压的常见原因。PA患者糖尿病发病风险较原发性高血压患者增加。下列相关叙述错误的是( )
A.采用醛固酮拮抗剂治疗可适度缓解PA病情
B.PA病因可能是基因突变使醛固酮合成酶表达增加
C.PA患者出现醛固酮分泌增多的原因是细胞外液渗透压增加
D.高醛固酮水平会影响胰岛B细胞功能和组织细胞对胰岛素的敏感性
【答案】C
【分析】醛固酮是一种类固醇类激素,主要作用于肾脏,其生理功能是调节钠离子和水的重吸收。
【详解】A、醛固酮拮抗剂可以抑制醛固酮的分泌,故采用醛固酮拮抗剂治疗可适度缓解PA病情,A正确;
B、原发性醛固酮增多症(PA)是继发性高血压的常见原因,故PA病因可能是基因突变使醛固酮合成酶表达增加,B正确;
C、醛固酮是一种类固醇类激素,主要作用于肾脏,其生理功能是调节钠离子和水的重吸收,故PA患者出现醛固酮分泌增多的原因是细胞外液渗透压降低,C错误;
D、PA患者糖尿病发病风险较原发高血压患者增加,故高醛固酮水平会影响胰岛B细胞功能和组织细胞对胰岛素的敏感性,D正确。
故选C。
22.(2024·江苏南通·二模)下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.碳元素在活细胞中含量最多
B.促甲状腺激素中含有碘元素
C.胆固醇参与构成细胞膜
D.DNA和RNA都是细胞内的遗传物质
【答案】C
【分析】组成多糖的基本单位是单糖,氨基酸的构成蛋白质的基本单位,DNA是细胞中的遗传物质。
【详解】A、水是活细胞中含量最多的化合物,故氧是人体活细胞中含量最多的元素,A错误;
B、甲状腺激素中含有碘元素,B错误;
C、胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分之一,在人体内还参与血液中脂质的运输,C正确;
D、DNA是细胞中的遗传物质,RNA不是,D错误。
故选C。
23.(2024·江苏·一模)针灸可改善帕金森病患者的排便异常、夜尿增多、多汗等临床症状,下列相关叙述正确的是( )
A.参与上述症状的交感和副交感神经属于反射弧中的传入、传出神经
B.患者夜尿增多可能因下丘脑释放的抗利尿激素增多,使逼尿肌收缩
C.通过交感神经的调节和肾上腺等腺体的分泌,患者汗腺分泌增强
D.针灸可提高交感神经的兴奋性,进而促进肠道蠕动以改善便秘症状
【答案】C
【分析】中枢神经系统由脑和脊髓组成,脑分为大脑、下丘脑、小脑和脑干;外周神经系统包括脊神经、脑神经,自主神经系统包括交感神经和副交感神经。
【详解】A、交感和副交感神经属于传出神经,A错误;
B、患者夜尿增多可能因垂体释放的抗利尿激素减少,对水的重吸水降低,尿量增多,B错误;
C、交感神经兴奋、肾上腺髓质分泌肾上腺素增多,使机体代谢增强,产热增多,患者汗腺分泌增强,C正确;
D、针灸可提高副交感神经的兴奋性,进而促进肠道蠕动以改善便秘症状,D错误。
故选C。
24.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)肾上腺素与α受体结合可引起血管和平滑肌收缩,与β受体结合可引起血管舒张、心肌收缩加强、心率加快。下列叙述错误的是( )
A.同一激素具有不同的受体,有利于机体对稳态的精细调控
B.肾上腺素对不同部位血管的效应不同,与受体的种类和密度有关
C.不同部位的细胞存在a受体或β受体,是基因选择性表达的结果
D.“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”的分级调节系统可放大肾上腺素的效应
【答案】D
【分析】分级调节的意义是可以放大激素的调节效应,形成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。
【详解】A、由题意“肾上腺素与α受体结合可引起血管和平滑肌收缩,与β受体结合可引起血管舒张、心肌收缩加强、心率加快”可知,同一激素具有不同的受体,有利于机体对稳态的精细调控,A正确;
B、由于体内不同部位血管的肾上腺素受体的种类和密度各不相同,因此肾上腺素对不同部位血管的效应也不一致,B正确;
C、不同部位的细胞存在a受体或β受体,这是细胞分化的结果,细胞分化的实质是基因的选择性表达,C正确;
D、肾上腺素由肾上腺髓质分泌,而“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”的分级调节系统可放大肾上腺皮质激素(如糖皮质激素)的效应,D错误。
故选D。
25.(23-24高三下·江苏苏州·开学考试)下图为下丘脑参与调节的部分过程示意图,①~④表示相关物质。下列叙述错误的是( )
A.饮水不足时,下丘脑感受刺激,④的分泌增多
B.饥饿时,下丘脑通过交感神经使胰岛A细胞分泌增强
C.长期摄入碘不足时,①②③含量均增加,导致甲状腺肿大
D.寒冷时,“下丘脑-垂体-甲状腺”的分级调节可以放大激素的调节效应
【答案】C
【分析】图中激素①为促甲状腺激素释放激素,激素②为促甲状腺激素,激素③为甲状腺激素,④为抗利尿激素。
【详解】A、饮水不足时,细胞外液渗透压升高,下丘脑感受刺激,④抗利尿激素的分泌增多,促进肾小管和集合管对水的重吸收,A正确;
B、饥饿时,血糖浓度降低,下丘脑通过交感神经使胰岛A细胞分泌(分泌胰高血糖素)增强,升高血糖,B正确;
C、摄入碘不足时,甲状腺激素分泌减少,即③含量减少,①促甲状腺激素释放激素、②促甲状腺激素含量均增加,导致甲状腺肿大,C错误;
D、寒冷时,下丘脑—垂体—甲状腺的分级调节实现放大激素的调节效应,增加产热,维持体温相对稳定,D正确。
故选C。
二、多选题
26.(2024·江苏南京·二模)NF-kB细胞信号转导通路在调控免疫反应、应激反应、细胞生长与死亡等多种生理过程中起关键作用。该通路若长期激活,会极大诱发细胞因子的生成,导致炎症反应。该通路的部分生理调节过程如下图所示,下列叙述正确的有( )
A.细胞因子是免疫活性物质,属于免疫调节的物质基础
B.NF-kB转导通路诱发炎症反应的过程存在负反馈调节
C.IKK抑制剂、γ-氨基丁酸可能都具有降低血糖的效应
D.胰岛素受体基因缺陷是一部分I型糖尿病的重要病因
【答案】AC
【分析】由图可知,IKK能抑制IRS转化为IRS-P,从而抑制葡萄糖进入细胞,而IKK抑制剂能抑制此现象的发生,因此IKK抑制剂有利于降血糖。SIRT会抑制NF-KB的作用,使淋巴因子的表达量减少,SIRT抑制剂的使用会促进淋巴因子基因的表达,与淋巴因子受体结合后促进IKK的形成,抑制IRS的作用,抑制细胞吸收葡萄糖,不能降低血糖;γ-氨基丁酸与受体结合,促进SIRT的形成,抑制NF-KB的作用,有利于细胞吸收葡萄糖,γ-氨基丁酸可能具有降血糖效应。
【详解】A、免疫系统的组成包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质,细胞因子是免疫活性物质,属于免疫调节的物质基础,A正确;
B、据图分析,细胞因子和受体结合,经NF-κB促进淋巴因子基因表达,释放出更多的细胞因子,促使该细胞产生更多的淋巴因子,说明这一途径中存在正反馈调节,B错误;
C、由图可知,IKK能抑制IRS转化为IRS-P,从而抑制葡萄糖进入细胞,而IKK抑制剂能抑制此现象的发生,因此IKK抑制剂有利于降血糖。γ-氨基丁酸与受体结合,促进SIRT的形成,抑制NF-KB的作用,有利于细胞吸收葡萄糖,γ-氨基丁酸可能具有降血糖效应,C正确;
D、Ⅰ型糖尿病是指胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致胰岛素缺乏,Ⅱ型糖尿病是指机体组织细胞对胰岛素的敏感性降低,导致胰岛素不能正常发挥作用,胰岛素受体基因缺陷是一部分Ⅱ型糖尿病的重要病因,D错误。
故选AC。
27.(2024·江苏南通·二模)糖尿病肾病(DKD)是糖尿病最常见的一种慢性微血管并发症,患者遭受肾脏损害,可能出现蛋白尿,并随着病程的发展越发加重,后期往往出现水肿等并发症,严重者可能出现肾衰竭。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白尿会引起血浆渗透压高于组织液进而引起组织水肿
B.药物氯噻酮(抑制肾小管对钠离子的重吸收)能缓解组织水肿
C.胰高血糖素、肾上腺素和甲状腺激素在升高血糖浓度上有协同作用
D.青蒿素(将胰岛A细胞变身为胰岛B细胞)能治疗胰岛素依赖型糖尿病
【答案】BCD
【分析】胰岛分泌的主要物质是胰高血糖素和胰岛素。其中胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖水平升高,此外,还有肾上腺素、甲状腺激素等也均有升高血糖的作用;胰岛素能促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。
【详解】A、肾炎患者出现蛋白尿症状会使血浆渗透压低于组织液,血浆中水分过多进入组织液,进而引起组织水肿,A错误;
B、药物氯噻酮抑制肾小管对钠离子的重吸收,从而抑制内环境渗透压升高,能缓解组织水肿,B正确;
C、胰高血糖素、肾上腺素和甲状腺激素,三者均具有升高血糖的作用,即在升高血糖浓度上有协同作用,C正确;
D、青蒿素可将胰岛A细胞变身为胰岛B细胞,从而降低胰高血糖素含量,升高胰岛素含量,能治疗胰岛素依赖型糖尿病,D正确。
故选BCD。
28.(2024·江苏·一模)人体左右两叶甲状腺背面有两对甲状旁腺,其分泌的甲状旁腺激素(PTH)具有升高血钙功能。下列相关叙述错误的有( )
A.PTH和甲状腺激素的分泌腺相同
B.骨骼可能是PTH的主要靶器官
C.PTH含量过低可能会导致肌无力
D.PTH含量过高会导致神经细胞过度兴奋
【答案】ACD
【分析】人体有两对甲状旁腺,分别位于左右两叶甲状腺背面(或埋在其中)的中部和下部。主要功能为分泌甲状旁腺激素(简称PTH),调节机体内钙、磷的代谢。
【详解】A、甲状腺激素是由甲状旁腺分泌的,甲状旁腺激素PTH是由甲状腺背面的甲状旁腺分泌的,A错误;
B、PTH的靶器官主要是肾脏和骨骼,通过影响肾小管对钙、磷的重吸收以及促进骨钙血而调节血钙、血磷的稳态,B正确;
C、甲状旁腺激素(PTH)具有升高血钙功能,PTH含量过低,血钙较低,可能会导致抽搐,C错误;
D、钙能够降低神经细胞的兴奋性,PTH含量过高,钙浓度升高,会导致神经细胞兴奋性降低,D错误。
故选ACD。
29.(2024·江苏泰州·一模)下图为血糖升高时人体胰岛素释放的调节过程示意图,相关叙述错误的是( )
A.图示细胞为胰岛B细胞,是人体内唯一可以释放胰岛素的细胞
B.ATP含量升高,通过调节最终会导致细胞的膜电位变为内负外正
C.胰岛素的释放过程需要细胞呼吸供能,但不需要相关膜蛋白参与
D.胰岛素通过体液运输进入靶细胞,促进细胞摄取、利用和存储糖
【答案】BCD
【分析】1、胰岛素是人体内唯一降低血糖的激素,胰高血糖素和肾上腺素都可以促进肝糖原分解为葡萄糖进入血液,升高血糖浓度,二者具有协同作用。胰岛素和胰高血糖素在生理作用上具有拮抗作用。
2、题图分析:当血糖浓度增加时,葡萄糖进入胰岛B细胞,引起细胞内ATP含量升高,进而导致ATP/ADP比值升高,敏感的钾离子通道关闭,K+外流受阻,进而触发Ca2+大量内流,由此引起胰岛素分泌,胰岛素通过促进靶细胞摄取、利用和储存葡萄糖,使血糖降低。
【详解】A、胰岛素是胰岛B细胞分泌的,图示细胞为胰岛B细胞,是人体内唯一可以释放胰岛素的细胞,A正确;
B、题图可知,ATP含量升高,进而导致ATP/ADP比值升高,敏感的钾离子通道关闭,K+外流受阻,进而触发Ca2+大量内流,导致细胞的膜电位变为内正外负,B错误;
C、胰岛素的释放属于胞吐,该过程需要细胞呼吸功能,该过程不需要载体蛋白协助但需要受体蛋白参与,C错误;
D、胰岛素是蛋白质类激素通过体液运输,与靶细胞表面的特异性受体结合而发挥作用,促进细胞摄取、利用和存储糖,D错误。
故选BCD。
30.(2024·江苏南通·一模)人体肠道细胞分泌的胰高血糖素样肽-1(GLP-1)可调节胰岛素的分泌。人体合成的DPP4(二肽基肽酶4)和肠道拟杆菌等合成的菌源DPP4都能使GLP-1失活,西格列汀(人体DPP4抑制剂)是一种降糖药,相关机理如图。相关叙述错误的是( )
A.GLP-1受体主要分布于胰岛A细胞的细胞膜上
B.GLP-1可通过抑制胰岛素的分泌从而升高血糖
C.西格列汀通过抑制活性GLP-1的作用从而降低血糖
D.西格列汀治疗效果的差异与个体肠道菌的差异有关
【答案】ABC
【分析】由题意及图可知,西格列汀通过抑制DPP4的作用而降血糖,而DPP4能使GLP-1失活,说明GLP-1的作用是降血糖。
【详解】A、由题意可知,GLP-1可调节胰岛素的分泌,胰岛素是移到B细胞分泌的,说明其受体主要分布于胰岛B细胞的细胞膜上,A错误;
B、由题意可知,西格列汀(人体DPP4抑制剂)是一种降糖药,而DPP4可使GLP-1失活,说明GLP-1的作用是降血糖,B错误;
C、西格列汀通过抑制DPP4的活性,从而促进活性GLP-1的作用从而降低血糖,C错误;
D、肠道拟杆菌可合成DPP4,西格列汀治疗效果的差异与个体肠道菌的差异有关,D正确。
故选ABC。
31.(23-24高三上·江苏苏州·期末)动物对寒冷环境的适应有多种表现形式。下图是不同气候地带的部分动物(括号内标注为体重)基础代谢率与环境温度的关系。下列有关叙述正确的有( )
A.产热增加多的动物如红狐,对寒冷环境的适应能力比北极狐强
B.北极狐的骨骼肌战栗、甲状腺激素等增加是其适应寒冷环境的主要方式
C.冷水中站立的水鸟的趾部温度可能较低,但身体核心部位温度依然维持较高
D.有些动物可通过集群等行为减少散热,以适应寒冷环境
【答案】CD
【分析】寒冷环境中,动物体的产热速率增大,为了维持体温恒定,皮肤毛细血管收缩,汗腺分泌减少,以减少散热,但由于机体和外界环境之间的温差增大,机体的散热量也增大,机体的产热和散热仍处于动态平衡,保持体温的相对稳定。
【详解】A、北极狐在温度降低时基础代谢率不变,说明调节能力强,更适应寒冷环境,A错误;
B、温度降低,北极狐的基础代谢率基本不变,说明其产热没有大幅度增加,骨骼肌没有战栗,甲状腺激素基本不变,B错误;
C、冷水中站立的水鸟的趾部由于接触冷水温度可能较低,但身体核心部位温度依然维持较高,内环境处于稳定状态,C正确;
D、有些动物可通过集群等行为减少散热,维持体温恒定,以适应寒冷环境,D正确。
故选CD。
32.(23-24高三上·江苏无锡·阶段练习)在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤,还能启动一系列的信号转导途径,促进细胞衰老;线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降,导致ATP生成减少,细胞能量代谢功能下降,从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用,科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是( )
A.自由基是氧化反应产生的异常活泼的带电分子或基团
B.若线粒体中呼吸酶复合物活性完全丧失,则细胞因不再产生ATP而衰老死亡
C.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流
D.雌激素可能通过与线粒体外膜上的受体结合来保护线粒体,发挥其抗细胞衰老的作用
【答案】BD
【分析】1、细胞衰老的特征:(1)细胞内水分减少,结果使细胞萎缩,体积变小,细胞新陈代谢速率减慢。(2) 细胞内多种酶的活性降低。(3)细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐累积,它们会妨碍细胞内物质的交流和传递,影响细胞正常的生理功能。(4)细胞内呼吸速度减慢,细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩,染色加深。(5)细胞膜通透性功能改变,物质运输功能降低。
2、细胞衰老的自由基学说(1)衰老是由自由基对细胞成分的有害进攻造成的。(2)这里所说的自由基,主要就是氧自由基,因此衰老的自由基理论,其实质就是衰老的氧自由基理论。(3)维持体内适当水平的抗氧化剂和自由基清除剂水平可以延长寿命和推迟衰老。
【详解】A、在动物生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,很容易产生异常活泼的带电分子或基团称为自由基,故自由基是氧化反应产生的异常活泼的带电分子或基团,A正确;
B、细胞质基质中也含有ATP合成酶,所以线粒体中呼吸酶复合物活性完全丧失,细胞也能产生ATP,故若线粒体中呼吸酶复合物活性完全丧失,则细胞还能产生ATP,而不会因无法产生ATP出现衰老死亡,B错误;
C、线粒体产生的氧自由基攻击蛋白质,使蛋白质活性下降,可间接导致细胞膜通透性改变、物质运输功能降低,故在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流,C正确;
D、由题意推测,许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体,雌激素可能通过与线粒体内的受体结合来保护线粒体,从而发挥其抗细胞衰老的作用,D错误。
故选BD。
33.(23-24高三上·江苏·阶段练习)家族性高胆固醇血症患者体内严重缺乏胆固醇运载体 LDL 受体,因此 LDL 携带的胆固醇不能被细胞摄取(如图)。下列相关叙述正确的是( )
A.LDL受体的化学本质是糖蛋白
B.LDL受体的时空分布特征是覆盖在膜上
C.LDL 与细胞膜相比,最明显的区别是由脂单层构成
D.胆固醇是合成人体性激素、生长激素等的重要原料
【答案】AC
【分析】固醇:①胆固醇:构成细胞膜的重要成分,参与血液中脂质的运输;②性激素:促进人和动物生殖器官的发育和生殖细胞的形成;③维生素D:促进人和动物肠道对钙和磷的吸收。
【详解】A、受体是在细胞膜上或细胞内能特异识别和结合生物活性分子,本质是糖蛋白,LDL受体的化学本质是糖蛋白,A正确;
B、由图可知,LDL受体的时空分布特征是贯穿于膜上,B错误;
C、据图示可知,LDL与细胞膜最明显的区别是LDL的膜由脂单层构成,细胞膜由脂双层构成,C正确;
D、性激素的本质属于固醇类,胆固醇是合成人体性激素的重要原料,但生长激素本质是蛋白质,原料是氨基酸,D错误。
故选AC。
34.(23-24高三上·山东济南·阶段练习)正常人体静脉注射一定量葡萄糖后,可诱导胰岛素分泌呈“双峰曲线”,两个峰分别代表胰岛素分泌的第一时相和第二时相(基线指24小时胰岛细胞持续分泌的微量胰岛素)。下列叙述正确的是( )
A.0~5min内分泌的胰岛素可能是胰岛B细胞在注射之前就已经合成并储存的
B.第一时相中胰岛素分泌量降低会提高组织细胞吸收葡萄糖的速率
C.出现第二时相主要是因为胰高血糖素的增加使血糖含量迅速升高
D.第二时相中,神经—体液调节系统参与了血糖平衡的调节
【答案】AD
【分析】据图分析可知:在维持高血糖的刺激下,胰岛B细胞分泌胰岛素可分为两个时相:第一时相是血糖升高开始的0~5min,胰岛B细胞贮存的胰岛素释放,第二时相段是血糖升高后10~20min后,胰岛素合成酶被激活,胰岛素合成并释放。
【详解】A、由题图可知,在注射葡萄糖后的短时间内(0~5min内),胰岛素分泌量迅速增加且分泌量达到峰值,推测该过程中分泌的胰岛素可能是胰岛B细胞在注射之前就已经合成并储存的,A正确;
B、胰岛素可促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,第一时相中胰岛素分泌量降低会减小组织细胞吸收葡萄糖的速率,B错误;
C、由题图可知,第二时相中胰岛素分泌缓慢,且胰岛素分泌量维持在峰值较长时间后才恢复到基线,说明第一时相后血糖水平并未恢复正常,结合A项分析可知,第二时相出现的主要原因是血糖水平仍然较高,胰岛B细胞将储存的胰岛素分泌完后开始重新合成胰岛素,C错误;
D、血糖的平衡是由神经—体液调节实现的,D正确。
故选AD。
35.(2023·山东烟台·一模)正常情况下,人体的体温调定点在37℃左右。病毒引起机体产生1L-6引发炎症反应,IL-6可提高环氧化酶(COX)的活性使体温调定点升高,导致机体发烧。临床上常用皮质醇类似物地塞米松进行降温。皮质醇通过调控基因的表达降低炎症反应并使体温调定点下调,其分泌受下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴的调节。下列说法正确的是( )
A.感染病毒后体温达到新的调定点过程中机体热觉感受器兴奋
B.使用地塞米松降温时,机体皮肤毛细血管舒张,产热小于散热
C.皮质醇可能通过抑制IL-6相关基因的表达减弱炎症反应
D.长期服用地塞米松会导致机体皮质醇分泌增加,炎症反应减轻
【答案】BC
【分析】据题干分析可知:正常情况下,人体的体温调定点在37℃左右,因为病毒感染导致体温调定点升高,导致机体发烧,由于在发热初期体温低于此时的调定点水平,机体首先表现为皮肤血管收缩,减少散热,增加产热;减少 散热的主要方式为减少汗液的分泌,皮肤毛细血管收缩;增加产热主要的方式为分泌甲状腺和肾上腺激素,加快代谢,增加机体产热;
临床上常用皮质醇类似物地塞米松进行降温,降温的实质是指在高温的情况下通过增加散热使机体的散热量大于产热量从而降低体温,增加散热的主要方式为机体皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加。
【详解】A、人体的体温调定点在37℃左右,因为病毒感染导致体温调定点升高,导致机体发烧,由于在发热初期体温低于此时的调定点水平,机体首先表现为皮肤血管收缩,减少散热,增加产热;故感染病毒后体温达到新的调定点过程中机体冷觉感受器兴奋,而非热觉感受器,A错误;
B、临床上常用皮质醇类似物地塞米松进行降温,降温的实质是指在高温的情况下通过增加散热使机体的散热量大于产热量从而降低体温,增加散热的主要方式为机体皮肤毛细血管舒张,汗腺分泌增加,B正确;
C、依据题干“皮质醇通过调控基因的表达降低炎症反应并使体温调定点下调 ”、“ 引起机体产生1L-6引发炎症反应,IL-6可提高环氧化酶(COX)的活性使体温调定点升高,导致机体发烧 ”,推测皮质醇可能通过抑制IL-6相关基因的表达减弱炎症反应,C正确;
D、地塞米松为皮质醇类似物,与皮质醇性质、作用类似,由于皮质醇的分泌受下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴的调节,存在负反馈调节,推测长期服用地塞米松可能会通过负反馈调节使得机体皮质醇分泌减少,炎症反应并不能减轻,长期使用反而没有疗效,D错误。
故选BC。
三、非选择题
36.(2024·江苏徐州·模拟预测)胰岛素的产生和分泌受到肝脏-胰脏的协同控制,这种调控的枢纽是存在于肝脏中的磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K),如图1所示。图2表示由免疫引起的不同类型的糖尿病。请回答下列问题:
(1)正常人体胰岛素分泌主要受血糖浓度的调节,还受到 等物质的调节。
(2)据图1分析,葡萄糖进入肝细胞和胰脏细胞的方式是 。临床实践显示,PI3K抑制剂能有效抑制恶性肿瘤,但长期或大剂量使用PI3K抑制剂往往会使癌症患者肝脏细胞中 ,造成血糖升高,引起胰脏分泌胰岛素增加,最终使 ,产生胰岛素抵抗的副作用。
(3)据图2分析,Y1与 结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度降低,从而引发糖尿病。Y2、Y3分别攻击的是 。
(4)图2形成的糖尿病,在免疫疾病中属于 病,可以通过注射胰岛素进行治疗的有 (填图2中数字)。
(5)糖尿病的治疗是现代医学仍未很好解决的难题。研究者用一种金属有机骨架纳米载体(简称U)装载胰岛素,制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障,调节高血糖动物的血糖水平。
下表中与U各结构特点对应的“设计意图说明”正确的有 (填写字母)。
U的结构
补充说明
设计意图说明
内部多孔
胰岛素可嵌于孔内
A.提高胰岛素的装载量
孔的直径为2.6nm
胃蛋白酶直径约6nm
B.避免胃蛋白酶水解胰岛素
表面可附着转铁蛋白
小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体
C.便于细胞识别并吸收
耐酸且稳定
在血浆中可分解
D.消除毒性或副作用
【答案】(1)神经递质、胰高血糖素
(2) 协助扩散/易化扩散 GTUT基因表达量减少、葡萄糖合成糖原的量减少 胰岛素受体对胰岛素不敏感
(3) 胰岛B细胞上的葡萄糖受体 胰岛B细胞、靶细胞上的胰岛素受体
(4) 自身免疫病 ①②
(5)ABC
【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,其中胰岛素是机体内唯一能够降低血糖的激素,胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度升高。
【详解】(1)正常人体胰岛素分泌主要受血糖浓度的调节,还受到神经递质、胰高血糖素等物质的调节。
(2)据图1分析,葡萄糖进入肝细胞和胰脏细胞的方式是顺浓度梯度的协助扩散。PI3K抑制剂会抑制PI3K的功能,导致癌症患者肝脏细胞中GTUT基因表达量减少、葡萄糖合成糖原的量减少造成血糖升高,引起胰脏分泌胰岛素增加,最终使胰岛素受体对胰岛素不敏感,产生胰岛素抵抗的副作用。
(3)Y1与胰岛B细胞膜上的葡萄糖受体结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度降低。Y2直接攻击胰岛B细胞,使胰岛素分泌减少,Y3攻击胰岛素靶细胞上的胰岛素受体。
(4)图2形成的糖尿病,抗体直接攻击机体自身细胞或结构,属于自身免疫病。其中可以通过注射胰岛素进行治疗的有①②。
(5)胰岛素本质是蛋白质,直接口服会被消化道中的蛋白酶水解,U装载胰岛素制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障。
A、U的内部多孔,胰岛素可嵌于孔内,从而可以提高胰岛素的装载量,A正确;
B、U的孔的直径远小于胃蛋白酶直径,所以胃蛋白酶不能进入,避免了胃蛋白酶水解胰岛素,B正确;
C、U的表面可附着转铁蛋白,可以与小肠上皮细胞表面的受体发生特异性结合,以便于小肠上皮细胞吸收,C正确;
D、胰岛素口服被吸收后通过血液运输,在血浆中分解会大大降低其作用,D错误。
故选ABC。
37.(2024·江苏苏州·三模)女性更年期雌激素水平下降,2型糖尿病发病率升高。为研究相关机制,研究者进行了系列实验。
(1)胰岛素由 合成、释放后,经过体液运输,与靶细胞膜上受体结合后,通过信号转导促进血糖进入细胞内 、合成糖原或转变为非糖物质,并抑制 及非糖物质转化为葡萄糖,进而降低血糖。
(2)研究者利用转基因技术获得了雌激素受体(R)基因敲除小鼠。向野生型和R基因敲除小鼠注射葡萄糖,短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似。而向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后,检测骨骼肌组织中胰岛素含量,结果如图1。结合以上信息,从胰岛素合成和运输的角度分析,说明雌激素
(3)研究者推测雌激素与内皮细胞中的受体结合后,通过调节内皮细胞相关基因表达,实现对胰岛素的 ,继而影响胰岛素发挥作用,为此研究者进行了下列实验。
①研究人员利用转GFP-核糖体蛋白融合基因的小鼠进行如下实验(图2):
通过对内皮细胞中 的种类及含量变化,检测内皮细胞中受雌激素调节的有关基因表达情况。分析比对有关数据,研究人员认为囊泡运输相关蛋白基因S为内皮细胞中受雌激素调节的重要靶基因。
②为验证上述结果,研究人员以骨骼肌血管内皮细胞为材料,进行了下表所示实验,结果如图3。
组别
注射RNA
转入基因
处理及检测
1
a
无
施加生理盐水或雌激素,检测R蛋
白的含量、S基因的转录量
2
与R-mRNA互补的RNA
无
3
b
4
a、b处应分别为 。2~4组注入与R-mRNA互补的RNA的目的是排除 。在上述细胞培养基中加入荧光标记的胰岛素,施加雌激素后,1、3组的内皮细胞中可观察到荧
光,而2、4组几乎无荧光分布。
(4)根据上述研究可知,雌激素调控胰岛素通过骨骼肌实现血糖调控的机制是: 。
【答案】(1) 胰岛B细胞 氧化分解 肝糖原分解
(2)不影响胰岛素的合成,促进胰岛素向骨骼肌组织运输
(3) 转运(运输) 正在翻译的mRNA 与 R-mRNA不能互补的RNA、完整的R蛋白基因 内源R蛋白对S基因表达的影响
(4)雌激素与R结合,使R进入细胞核→促进S基因的转录→促进胰岛素在骨骼肌内皮细胞的转运→胰岛素作用于骨骼肌细胞
【分析】胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。当胰岛素和其受体结合后,一方面促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化形成非糖类物质,另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加,促进葡萄糖进入细胞,从而使血糖浓度降低。
【详解】(1)胰岛素由胰岛B细胞合成释放,胰岛素是唯一能降低血糖的激素,作用机制:抑制肝糖原的分解及非糖物质转化,促进血糖的氧化分解、合成糖原或转化为非糖物质。
(2)分析图1,因变量是骨骼肌组织中胰岛素含量,野生型小鼠和基因敲除小鼠的胰岛素含量差别不大,但野生型小鼠注射胰岛素后胰岛素含量明显升高,而R基因敲除小鼠注射胰岛素后胰岛素增加不明显,说明雌激素不影响胰岛素的合成,促进胰岛素向骨骼肌组织运输。
(3)研究者推测雌激素与内皮细胞中的受体结合后,通过调节内皮细胞相关基因表达,实现对胰岛素的转运(运输),继而影响胰岛素发挥作用,为此研究者进行了下列实验。
①mRNA是翻译的模板,分析题意,骨骼肌血管内表面的细胞(内皮细胞)表达R蛋白,结合后续的实验可推测,施加雌激素引起内皮细胞中正在翻译的mRNA的种类及含量变化。
②实验目的是验证囊泡运输相关蛋白基因S为内皮细胞中受雌激素调节的重要靶基因,实验的自变量是RNA能否正常发挥作用及转入基因的有无,实验设计应遵循对照与单一变量原则,故据此推测,a、b处应分别为与 R-mRNA不能互补的RNA、完整的R蛋白基因 内源R蛋白对S基因表达的影响;2~4组注入与R-mRNA互补的RNA的目的是排除 内源R蛋白对S基因表达的影响。
(4)综合上述信息,雌激素调控胰岛素发挥作用的机制是:雌激素与R结合,使R进入细胞核→促进S基因的转录→促进胰岛素在骨骼肌内皮细胞的转运→胰岛素作用于骨骼肌细胞。
38.(2024·江苏扬州·模拟预测)褪黑素是一种藻类化合物,在动植物体内具有相似的合成途径。人体内的褪黑素是由内分泌腺松果体分泌的激素,其分泌的调节过程如下图所示。
(1)外界暗信号会刺激视网膜上的感光细胞,使其细胞膜内电位变为 电位从而产生兴奋,从而引起交感神经末梢释放去甲肾上腺素,去甲肾上腺素到达受体的方式是 。
(2)在人体中褪黑素具有调整睡眠的作用。据检测,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是 。
(3)褪黑素还可以通过影响下丘脑-垂体-性腺轴发挥调节作用,强光处理20h的雄性大鼠会出现性早熟现象,经检测其体内睾酮(一种雄激素)含量异常升高,某研究小组认为可以通过注射外源性褪黑素来达到治疗性早熟的目的,并以幼龄雄性大鼠为材料进行实验验证,请完成以下实验步骤,并预期实验结果。
第一步:将若干幼龄雄性大鼠随机均分为A、B、C三组,A、B两组 ,C组不作处理。
第二步: ,在相同且适宜的条件下饲养一段时间。
第三步:检测并记录A、B、C三组雄性大鼠体内睾酮含量。
预期实验结果:A、C两组小鼠体内睾酮含量大致相同,且明显 B组。
(4)研究表明,褪黑素还能使淋巴细胞合成和释放某些免疫因子,使淋巴细胞数量增加,由以上可得出:人体内环境稳态的维持是 调节网络共同调节的结果,观察图甲并结合所学知识分析,人体调节免疫功能的信号分子有 。(答出两种即可)
(5)研究发现,褪黑素在植物体内虽然含量微少,但在调节生长发育、增强植物抗逆性方面具有重要作用。科学家将褪黑素确认为一种植物激素,其依据是 (答出2点即可)。在植物体内,结构上和褪黑素相似的植物激素是 。
【答案】(1) 正 扩散
(2)促进睡眠,提高睡眠质量
(3) 强光处理20h A组注射适量的褪黑素,B、C两组注射等量的生理盐水 低于
(4) 神经-体液-免疫 激素、神经递质、细胞因子
(5) 植物自身能够合成、含量微少、具有显著的调节作用 生长素
【分析】静息电位与动作电位:静息状态时,细胞膜两侧的电位表现为外正内负,产生原因: K+外流,使膜外阳离子浓度高于膜内。受到刺激后,细胞两侧的电位表现为外负内正,产生原因: Na+内流,使兴奋部位膜内侧阳离子浓度高于膜外侧。
【详解】(1)外界暗信号会刺激视网膜上的感光细胞,使感光细胞兴奋,此时细胞膜内电位变化为由负电位到正电位。由图可知,暗信号刺激视网膜,将信号传递到下丘脑,下丘脑通过传出神经调节去甲肾上腺素的分泌,去甲肾上腺素通过扩散到达受体发挥作用,活化AANAT酶,从而催化褪黑素的合成与分泌。
(2)据检测,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃,推测褪黑素能促进睡眠,提高睡眠质量。
(3)据题干信息可知,强光处理20h的雄性大鼠会出现性早熟现象,因此A、B两组用强光处理20h;若要探究通过注射外源性褪黑素能否达到治疗性早熟的目的,则实验的自变量为是否注射褪黑素,所以实验的第二步为A组注射适量的褪黑素,B和C组注射等量的生理盐水。实验的观察指标为血清睾酮含量,实验第三步为测量三组小鼠的血清睾酮含量,以此判断外源性褪黑素能否达到治疗性早熟的目的,从而预期结果为A、C两组小鼠体内睾酮含量大致相同,且明显低于B组。
(4)分析题图:人体内环境稳态的维持是神经-体液-免疫调节网络共同调节的结果,图甲中作用于免疫细胞的物质来自于血液和神经细胞,所以作用于人体免疫系统的免疫活性物质有激素、神经递质、细胞因子等。
(5)已知褪黑素是一种藻类化合物,在动植物体内具有相同的合成途径,可知其在植物自身能够合成,由于含量微少且具有显著的调节作用,科学家将褪黑素确认为一种植物激素。由图可知,褪黑素是由色氨酸经一系列反应而来,而生长素的前体物质也是色氨酸,故推测植物体内,结构上和褪黑素相似的植物激素是生长素。
39.(2024·江苏南通·三模)科研人员通过研究发现:母亲孕期肥胖或高血糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险;夜间过多光源暴露会显著提高正常人患糖尿病等代谢疾病的风险。请回答下列问题。
(1)瘦素作用于下丘脑饱中枢,抑制食欲,减少脂肪合成;脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽类激素,能增加细胞对胰岛素的敏感性。科学家用小鼠进行实验,研究孕前高脂饮食对子代小鼠代谢调节的影响。请完善下表。
实验目标
实验操作及结果分析
实验分组
将① 适应性饲养1周后,随机均分为ab两组,每组10只。
②
从孕前4周开始,a组小鼠给予正常饮食,b组小鼠给予高糖、高脂饮食,并于同一时间对a、b两组小鼠进行同期发情和③ 处理。
④
测定妊娠第15天两组孕鼠相关代谢指标:
实验分析
孕期肥胖、高血糖小鼠的体重、脂肪含量增加,脂联素含量减少。瘦素含量高却导致肥胖的原因可能是由于血脂过高抑制瘦素⑤ ,导致瘦素抵抗,引起肥胖。后续实验中研究人员给24周龄的两组子代小鼠空腹注射等量的葡萄糖或胰岛素,实验结果显示实验组子代小鼠出现“胰岛素抵抗”。
(2)视网膜上的感光细胞在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠。下图为光暴露对代谢影响的可能机制。
①蓝光刺激下,小鼠血糖浓度上升的机制可能是:蓝光激活感光细胞,通过交感神经抑制神经递质的释放,减弱了棕色脂肪细胞 。推测蓝光照射可能会产生 (填“炎热”或“凉爽”)的感觉。
②为验证“过度光暴露”通过交感神经系统调节棕色脂肪组织的产热这一推断,研究人员设计了相关实验。该实验需设计三组实验:第一组给予小鼠正常光照条件,第二组给予小鼠过度光暴露处理,第三组的处理是 。
(3)结合以上两项研究对备孕或孕期女性提出合理建议 (写出两点)。
【答案】(1) 生理状况一致的健康雌鼠 对照组和肥胖、高血糖模型组的建立 人工授精 实验数据测定和处理 向下丘脑运输
(2) 对葡萄糖的摄取 凉爽 切断小鼠交感神经与棕色脂肪组织的联系,并给予过度光暴露处理
(3)低脂饮食,控制体重;夜晚睡觉时关灯
【分析】瘦素是一种由脂肪组织分泌的激素,它在血清中的含量与动物脂肪组织大小成正比 。瘦素作用于位于中枢神经系统的受体从而调控生物的行为以及新陈代谢。当动物体的体脂减少或处于低能量的状态下(例如饥饿),血清中瘦素的含量会明显下降, 从而激发动物的觅食行为, 同时降低自身能量消耗。反之,当生物体的体脂增加时,血清中瘦素含量升高,进而抑制进食并且加速新陈代谢。瘦素就是通过这样的负反馈机制来调控生物体的能量平衡以及体重。
【详解】(1)①为了排除无关变量的干扰,将生理状况一致的健康雌鼠进行适应性饲养;②该组目的是对照组和肥胖、高血糖模型组的建立;③对a、b两组小鼠进行同期发情和人工授精处理;④的目的是实验数据测定和处理;瘦素作用于下丘脑饱中枢,瘦素含量高却导致肥胖的原因可能是由于血脂过高抑制瘦素向下丘脑运输,使得瘦素无法发挥作用,引起肥胖。
(2)①结合图示可知,蓝光激活感光细胞,通过交感神经抑制神经递质的释放,减弱了棕色脂肪细胞对葡萄糖的摄取,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠;由于葡萄糖参与呼吸产热,现蓝光抑制脂肪细胞摄取葡萄糖,因此推测蓝光照射可能会产生凉爽的感觉。
②为验证“过度光暴露”通过交感神经系统调节棕色脂肪组织的产热这一推断,设计三组实验:第一组给予小鼠正常光照条件,第二组给予小鼠过度光暴露处理,第三组切断小鼠交感神经与棕色脂肪组织的联系,并给予过度光暴露处理,以证明是通过交感神经联系。
(3)根据该项研究结果,对备孕或孕期女性提出合理建议:减少脂类的摄入(合理饮食)、坚持锻炼、控制体重,维持正常血脂水平,夜晚睡觉时关灯,有利于减少脂肪组织产热。
40.(2024·江苏盐城·模拟预测)肥胖不仅会引起胰岛素抵抗,而且还会引起认知功能障碍,下图表示相关机制。已知肥胖导致外周产生过多游离的脂肪酸FFA、脂多糖LPS和炎症细胞因子TNF-α、IL-6等,透过血脑屏障作用于神经细胞。大量脂质进入细胞氧化会诱导线粒体产生过多自由基和膜脂氧化剂MDA.同时,NF-kB信号通路的激活也抑制了胰岛素受体的磷酸化,一系列因素导致脑内神经细胞中胰岛素信号传导功能减弱并发生胰岛素抵抗。请回答:
(1)正常情况下,胰岛素与神经细胞上的受体结合后引起受体 从而引发信号转导,进一步促进 ,从而降低血糖。
(2)据图可知神经细胞膜的功能有 。
(3)LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达,引发胰岛素抵抗。TNF-α、IL-6会促进 分解,从而激活NF-kB信号通路引发胰岛素抵抗。
(4)大量游离的脂肪酸进入神经细胞的线粒体氧化分解导致认知功能障碍的原因是 。
(5)前期的研究发现高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态,科学家推测高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,科研人员进行了如下研究,研究主要步骤见下表,请补全表格:
实验步骤
简要的操作流程
适应性培养及初步分组
将30只5周龄雄性小鼠适应性喂养一周。将上述小鼠分为对照组(NC)和高脂饮食模型组(HFD)。NC组饲喂普通饲料12周;HFD组饲喂高脂饲料12周。
胰岛素抵抗小鼠模型建立
给HFD组腹腔注射链脲佐菌素,通过检测① 等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
实验再分组
再将建模成功的小鼠随机分为安静组(SED)和高强度间歇训练组(HIIT)。
运动训练
HIIT组进行8周高强度间歇性训练。运动期间② 组用高脂饲料喂养,其他组用普通饲料喂养。
检测相关指标
用③ 技术检测相关炎症因子mRNA的含量,并通过一定的技术检测这些炎症因子的含量。
如果推测是正确的,则预期实验结果是④ 。
【答案】(1) 磷酸化 葡萄糖的吸收和氧化分解
(2)将细胞与外界环境隔开;控制物质进出细胞;进行细胞间的信息交流
(3)IkB
(4)导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多,使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍
(5) 血糖含量和胰岛素含量 SED和HIIT 荧光RT-PCR HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组,高于(等于)NC组
【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素,能升高血糖,只有促进效果没有抑制作用,即促进肝糖原的分解和非糖类物质转化;胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素,其作用分为两个方面:促进血糖氧化分解、合成糖原、转化成非糖类物质;抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【详解】(1)激素需要与受体结合后起作用,胰岛素属于激素,结合题图可知,正常情况下,胰岛素与神经细胞上的受体结合后引起受体磷酸化,进一步促进葡萄糖的吸收和氧化分解,从而降低血糖。
(2)据图可知神经细胞膜的功能有将细胞与外界环境隔开(作为细胞的边界);控制物质进出细胞(控制图示脂肪等物质的进出);进行细胞间的信息交流(胰岛素作为信息分子与受体结合后引发细胞生理状态改变)。
(3)结合图示可知,LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达,从而抑制胰岛素受体磷酸化(与磷酸基团结合),导致胰岛素不能与胰岛素受体结合,引发胰岛素抵抗,TNF-α、IL-6会促进IkB分解,产生NF-kB,而NF-kB信号通路会引发胰岛素抵抗。
(4)大量游离的脂肪酸进入神经细胞的线粒体氧化分解导致线粒体中自由基氧化和DNA损伤加剧、膜脂氧化剂MDA增多,使得神经细胞的结构和功能受到损伤从而诱发认知障碍。
(5)分析题意,本实验目的是验证或探究高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,胰岛素通过与受体结合来降低血糖,因此胰岛素抵抗模型的小鼠需要检测血糖含量和胰岛素含量,其血糖含量和胰岛素含量均较高;安静组(SED)和高强度间歇训练组(HIIT)均用高脂饲料喂养,对照组用普通饲料喂养,以此来反映高强度间歇训练对胰岛素抵抗的影响;RT-PCR(RT-qPCR),,就是结合了荧光定量技术的反转录PCR:先从 RNA 反转录得到 cDNA(RT),然后再用 Real-time PCR进行定量分析(qPCR),可以检测mRNA的含量;若高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,则HIIT组的相关炎症因子mRNA和炎症因子含量显著低于SED组,高于(等于)NC组。
41.(2024·江苏·模拟预测)葡萄糖激酶(GK)作为葡萄糖代谢第一步反应的关键酶,主要存在于人体的胰岛和肝中。它能敏锐地感受到葡萄糖浓度的变化,及时调控相关激素的分泌,维持血糖稳态。下图是GK通过胰腺—肝脏轴调节血糖稳态过程示意图,其中PI3K是肝脏中的一种激酶,GLUT是葡萄糖转运蛋白,IRS是胰岛素受体底物。请回答下列问题。
(1)血糖调节的神经中枢位于 ,其主要调节方式是 。
(2)据图分析,当血糖浓度升高,胰岛B细胞的GK与葡萄糖呈现高亲和力,催化葡萄糖的磷酸化并进一步启动后续反应使ATP含量升高,通过 和 (途径),从而使胰岛素浓度升高。胰岛素作用于肝脏细胞后通过PI3K (途径)和促进肝糖原合成来降低血糖。
(3)研究时发现GK突变可导致人类持久的血糖失调。根据突变的性质, (填“失活性突变”或“激活性突变”)导致高血糖。
(4)T2DM患者的GK表达量及活性与正常人群组相比,如下图所示。请从GK的角度分析2型糖尿病(T2DM)患者血糖长期维持在相对较高水平的原因。 。
(5)2022年10月,全球首创糖尿病新药“多格列艾汀片”上市。多格列艾汀是一种葡萄糖激酶激活剂(GKA),能够改善糖尿病患者受损的GK功能,在降低血糖的同时又具有低血糖发生率低的优点。研究发现GK的活性与葡萄糖浓度有关,当血糖<4mmol/L时,推测葡萄糖激酶(GK)活性 (选填“增强”或“减弱”)。多格列艾汀片能否用于治疗1型糖尿病,请判断并说明原因 、 。
【答案】(1) 下丘脑 激素调节(或体液调节)
(2) 促进胰岛素基因的表达 促进胰岛素的释放 促进GLUT基因表达,使细胞膜上GLUT数量增多
(3)失活性突变
(4)在T2DM患者胰岛B细胞中GK基因表达量比正常人群低(下降约40%),无法正常感知葡萄糖水平而不能及时触发胰岛素的分泌;肝细胞中GK含量及活性比正常人群低,不能促进糖原的合成及非糖物质的转化
(5) 减弱 不能 多格列艾汀片通过改善糖尿病患者受损的GK功能发挥,及时调控相关激素的分泌,1型糖尿病患者由于胰岛B细胞受损无法合成分泌胰岛素
【分析】由图分析,肝脏内当胰岛素和其受体结合后,一方面促进糖原合成,另一方面使细胞膜上的葡萄糖转运蛋白增加,促进葡萄糖进入细胞,促进葡萄糖的利用,而使血糖浓度降低,激素与受体结合体现了信息的传递功能。胰岛细胞内血糖变化刺激胰岛素基因表达产生胰岛素,使胰岛B细胞分泌胰岛素。
【详解】(1)血糖调节的中枢位于下丘脑,血糖平衡的调节依赖于神经系统和内分泌系统的共同调节,属于神经—体液调节,其主要调节方式是激素调节(或体液调节)。
(2)结合图示可知,当血糖浓度升高,胰岛B细胞的GK与葡萄糖呈现高亲和力,催化葡萄糖的磷酸化并进一步启动后续反应使ATP含量升高,通过促进胰岛素基因的表达(转录和翻译)和促进胰岛素的释放,从而使胰岛素浓度升高;胰岛素能降低血糖水平,结合图示可知,GLUT能够协助葡萄糖进入细胞,胰岛素作用于肝脏细胞后通过PI3K促进GLUT基因表达,使细胞膜上GLUT数量增多和促进肝糖原合成来降低血糖。
(3)结合(2)可知,GK与葡萄糖呈现高亲和力,且可进一步促进胰岛素分泌,而胰岛素是能够降低血糖的激素,据此推测,失活性突变会影响胰岛素的分泌,从而导致高血糖。
(4)结合题意及图示可知,在T2DM患者胰岛B细胞中GK基因表达量比正常人群低(下降约40%),无法正常感知葡萄糖水平而不能及时触发胰岛素的分泌;肝细胞中GK含量及活性比正常人群低,不能促进糖原的合成及非糖物质的转化
(5)葡萄糖激酶(GK)是细胞内葡萄糖代谢的一种关键酶,当机体血糖浓度超出一定范围时,相关细胞中的GK会被激活,使血糖浓度降低,当血糖低于一定值时,GK活性迅速下降,以保证血糖浓度维持稳定,GKA能够改善糖尿病患者受损的GK功能,说明糖尿病患者的GK活性偏低,正常人的血糖浓度是3.9-6.1mmol/L,据此推测当血糖<4mmol/L时,葡萄糖激酶(GK)活性减弱;分析题意,多格列艾汀片通过改善糖尿病患者受损的GK功能发挥,及时调控相关激素的分泌,1型糖尿病患者由于胰岛B细胞受损无法合成分泌胰岛素,故多格列艾汀片不能用于治疗1型糖尿病。
42.(23-24高三下·湖南长沙·阶段练习)糖尿病的治疗是现代医学仍未很好解决的难题。研究人员通过多种实验试图找到治疗或减轻糖尿病患者症状的方法。
(1)胰岛素降低血糖的作用包括:促进血糖进入组织细胞进行 ,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制 的分解和非糖物质变为葡萄糖。人体中除胰高血糖素外,能直接或间接地提高血糖浓度的激素有 (至少填两种)。
(2)方法一:研究者用一种金属有机骨架纳米载体(简称U)装载胰岛素,制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障,调节高血糖动物的血糖水平。
金属有机骨架纳米载体装载胰岛素的示意图
下表中与U各结构特点对应的“设计意图说明”正确的有 (填写字母)
U的结构
补充说明
设计意图说明
内部多孔
胰岛素可嵌于孔内
A.提高胰岛素的装载量
孔的直径为2.6nm
胃蛋白酶直径约6nm
B.避免胃蛋白酶水解胰岛素
表面可附着转铁蛋白
小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体
C.便于细胞识别并吸收
耐酸且稳定
在血浆中可分解
D.消除毒性或副作用
(3)方法二:研究人员人工设计了HEK-β细胞(如图),在其细胞膜上添加了葡萄糖转运蛋白和钙离子通道蛋白,HEK-β细胞通过实时感知血糖浓度变化产生所需的胰岛素。请结合图信息和已有的知识,描述该细胞有助于精准治疗糖尿病的降糖机制: 。
(4)另有研究表明:口服葡萄糖比静脉注射葡萄糖引起更多的胰岛素分泌;进行回肠切除术的大鼠,细胞表面的葡萄糖转运蛋白的表达量明显下降。据此,有人提出假说,认为小肠后端的内分泌细胞及其分泌的一种肠源性激素(GLP-1)对血糖的控制至关重要。为验证该假说,研究者选择生理状况良好的同种大鼠若干,随机平均分为4组,检测血糖变化,其中部分进行高糖高脂饮食等诱导制成糖尿病模型鼠。部分实验方案如下。
组别
对照组
实验组
编号
1
2
3
4
大鼠种类及处理
正常大鼠+假手术
糖尿病模型鼠
正常大鼠+切回肠术
?
请将上述实验方案补充完整:4 。若以上4组小鼠的餐后血糖水平大小顺序为 ,则支持该假说。
【答案】(1) 氧化分解 肝糖原 肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素
(2)AВC
(3)当血液中葡萄糖偏高时,通过葡萄糖转运蛋白进入HEK-β细胞的葡萄糖增加,引起钙离子通道打开,钙离子大量内流,活化钙调蛋白,激活NFAT,进而诱导胰岛素基因的表达,产生所需的胰岛素降糖
(4) 正常大鼠+切回肠术+GLP-1 2>3>4>1
【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素,其中胰岛素是机体内唯一能够降低血糖的激素,胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而降低血糖浓度;胰高血糖素能促进糖原分解,并促进一些非糖物质转化为葡萄糖,从而使血糖浓度升高。
【详解】(1)胰岛素是机体内唯一能够降低血糖的激素,能促进血糖进入组织细胞进行氧化分解,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;又能抑制肝糖原的分解和脂肪等非糖类物质转变为葡萄糖。胰高血糖素和肾上腺素、糖皮质激素、甲状腺激素能升高血糖。
(2)A、U的内部多孔,胰岛素可嵌于孔内,从而可以提高胰岛素的装载量,A正确;
B、U的孔的直径远小于胃蛋白酶直径,所以胃蛋白酶不能进入,避免了胃蛋白酶水解胰岛素,B正确;
C、U的表面可附着转铁蛋白,可以与小肠上皮细胞表面的受体发生特异性结合,以便于小肠上皮细胞吸收,C正确;
D、胰岛素(在U型结构中的)口服被吸收后通过血液运输,在血浆中(U)分解,便于释放胰岛素作用于相应细胞,不是消除毒性或副作用,D错误。
故选ABC。
(3)依据图式分析可知,当血液中葡萄糖偏高时,通过葡萄糖转运蛋白进入HEK-β细胞的葡萄糖增加,在细胞质基质中,葡萄糖分解产生丙酮酸,丙酮酸引起钙离子通道打开,钙离子大量内流,活化钙调蛋白,激活NFAT,进而诱导胰岛素基因的表达,产生的胰岛素增多,胰岛素发挥降糖作用,有助于精准治疗糖尿病。
(4)假设认为,小肠后端的内分泌细胞及其分泌的GLP-1对血糖的控制至关重要,造模组的GLP-1含量降低,说明GLP-1能降低血糖。为了验证这一假说,将生理状况良好的同种大鼠若干,随机平均分为4组,1组为正常小鼠进行假手术组,2组为高糖高脂饮食模型组,3组为正常大鼠进行切回肠术处理,4组为正常大鼠进行切回肠术处理后再注射GLP-1激素,处理相同时间后,测定各组小鼠的血糖浓度,若GLP-1能降低血糖,则第2组的糖尿病模型小鼠的血糖浓度最高,第3组切回肠术处理后,GLP-1激素的表达量明显下降,则血糖浓度也较高,而第4组,切回肠术处理后又注射了GLP-1激素,能使小鼠血糖浓度降低,但是作用效果略低于正常大鼠,即测定的各组小鼠的血糖浓度为2>3>4>1,则支持该假说。
43.(23-24高三下·江苏苏州·开学考试)头发的生长会不断经历三个阶段:生长期、退化期和休止期,在休止期毛发会脱落。这与毛囊干细胞的生长周期有关,在休止期,毛囊干细胞保持静止状态,因此不分裂;当头发生长进入下一个生长期时,毛囊干细胞被指示分裂并产生新的毛发。毛囊干细胞休止期延长的表征之一是脱发,压力是导致脱发的诱因之一,研究人员利用小鼠作为实验材料,尝试揭示其内在的生理机制。
(1)研究人员首先在小鼠出生后第35天手术切除了其两个肾上腺,并剃除其背部毛发,并以接受假手术的小鼠作为对照组,实验结果如图1所示,该结果说明肾上腺对于毛发的生长具有 作用。
(2)肾上腺包括 和 两个部分,可分泌多种激素。研究人员进一步量化了小鼠体内这些激素的水平,并发现皮质酮在切除了肾上腺的小鼠中表现出最显著的下降。皮质酮分泌的调节,是通过 进行的,具体表现为当感受器接受压力刺激后,神经纤维因 产生兴奋,并向中枢传递,中枢分泌激素a (填名称),促进垂体分泌激素b。激素a与垂体细胞表面受体结合的过程,体现了细胞膜具有 功能。
(3)继续进行实验,实验分为三组,第一组为假手术组+运输皮质酮的空载体,第二组为实验组+皮质酮,第三组为 。实验结果如图2所示。实验结果进一步证明皮质酮影响小鼠毛发生长。
(4)毛囊干细胞的皮质酮受体主要位于细胞的 。进一步的研究发现,皮质酮并不直接毛囊干细胞的活动,而是通过影响毛囊干细胞的支持细胞——真皮乳突细胞Gas6基因的表达来影响其增殖与分化(图3)。据此分析,长期的外界压力小鼠毛发生长缓慢且脱落现象可能的原因是: 。
【答案】(1)抑制
(2) 皮质 髓质 神经-体液调节 钠离子内流 促肾上腺皮质激素释放激素 进行细胞间的信息交流
(3)实验组+空载体
(4) 细胞核 长期的外界压力导致皮质酮增多,皮质醇促进真皮乳突细胞Gas6基因的表达,导致Gas6分泌增多,影响毛囊干细胞的增殖与分化,导致毛发脱落
【分析】1、激素调节的特点:微量和高效;通过体液运输;作用于靶器官、靶细胞。2、激素的作用:激素种类多、含量极微,既不组成细胞结构,也不提供能量,只起到调节生命活动的作用。
【详解】(1)根据图1分析,切除了肾上腺后,毛发生长率提高,说明肾上腺对毛发的生长具有抑制作用。
(2)肾上腺属于内分泌腺,包括髓质和皮质两部分。肾上腺皮质分泌皮质酮属于下丘脑-垂体-腺体轴的调节,感受器感受兴奋后,中枢刺激下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素,促进垂体分泌促肾上腺皮质激素,进而促进肾上腺皮质分泌皮质酮,该过程属于神经-体液调节。激素能与靶细胞表面的特异性受体结合,体现了细胞膜具有进行细胞间信息交流的功能。
(3)为了排除空载体的作用,第三组应该为实验组+运输皮质酮的空载体。
(4)皮质酮是小分子,毛囊干细胞的皮质酮受体主要位于细胞的细胞核,可以影响基因表达。长期的外界压力导致肾上腺皮质分泌的皮质酮增多,皮质醇与特异性受体结合后促进真皮乳突细胞Gas6基因的表达,导致Gas6分泌增多,Gas6抑制了毛囊干细胞的增殖与分化,使其处于休止期,导致毛发脱落
44.(2024·江苏南通·一模)绵羊是短日照发情动物。下图是短日照引起绵羊繁殖活动的示意图,其中褪黑素(Mel)和甲状腺激素(T3、T4两种形式)在此过程中发挥重要作用,Mel的分泌与夜长成正相关。请回答下列问题。
(1)短日照刺激引起松果体细胞分泌Mel属于 反射,写出其反射弧 (用箭头和文字表示).
(2)TSH作用于脑室膜细胞, (促进、抑制)其分泌Dio3酶,TSH作用的靶细胞还有 。
(3)T4受体主要分布在靶细胞的 ,T4可促进KISS的合成和分泌,KISS的作用是 。下丘脑GnRH神经元接受信号后,通过 轴可显著调控卵巢的生理活动,其主要原因是激素的分级调节具有
(4)为了进一步探究Mel对母羊妊娠的影响,科研人员选择150只初产母羊(已生头胎小羊)同期发情处理后,分为三组,甲组为对照组,乙、丙两组分别在母羊的颈部皮肤下埋植60mg和90mg的Mel,人工授精处理,一段时间后检测各组母羊的妊娠率,结果如下图。
①选择初产母羊的原因是 、 。
②根据实验结果可得出的结论是 。
【答案】(1) 非条件 视网膜→传入神经→下丘脑(脑)→传出神经→松果体细胞
(2) 抑制 甲状腺细胞(和下丘脑细胞)
(3) 细胞内 与下丘脑GnRH神经元膜上的受体结合,使其兴奋 下丘脑-垂体-性腺 放大激素的调节作用
(4) 初产母羊都具有正常的生殖能力 初产母羊的生理状态相近 在一对范围内,Mel浓度越高,促进妊娠的效果越好
【分析】分析图解:光暗信号通过视网膜→松果体途径对动物生殖的调控过程包括神经调节和体液调节。其中神经调节的反射弧为:视网膜为感受器、传入神经、神经中枢、传出神经、松果体细胞作为效应器。图中松果体分泌的褪黑素能够作用于垂体。
【详解】(1)短日照刺激引起松果体细胞分泌Mel是先天性的,属于非条件反射。感受光照的部位是视网膜,产生的效应的松果体细胞分泌褪黑素,所以其反射弧是视网膜→传入神经→下丘脑(脑)→传出神经→松果体细胞。
(2)垂体产生的TSH作用于脑室膜细胞,抑制脑室膜细胞分泌Dio3酶,TSH可作用于甲状腺促进甲状腺激素的分泌,作用于下丘脑抑制下丘脑分泌TRH,所以作用的靶细胞还有甲状腺细胞(和下丘脑细胞)。
(3)甲状腺激素是小分子物质,可进入细胞内,所以T4受体主要分布在靶细胞的细胞内。KISS与下丘脑GnRH神经元膜上的受体结合,使其兴奋,促进下丘脑分泌GnRH,下丘脑GnRH神经元接受信号后,通过下丘脑-垂体-性腺轴可显著调控卵巢的生理活动,激素的分级调节具有放大激素的调节作用。
(4)①初产母羊都具有正常的生殖能力和初产母羊的生理状态相近,所以选择初产母羊。
②根据实验结果可知,在一对范围内,Mel浓度越高,妊娠率越高,所以促进妊娠的效果越好。
45.(23-24高三上·江苏苏州·期末)胰液由胰腺外分泌部分泌,含多种胰酶。胰液经导管汇入十二指肠,其分泌调节机制如下图所示,其中缩胆囊素主要促进胰酶的分泌。请回答下列问题:
(1)缩胆囊素和激素X(一种多肽类激素)都可以促进胰腺分泌胰液,两者存在 作用。由图可知,胰腺分泌胰液受 调节。
(2)胰液是最重要的消化液,其原因可能是胰液中含有 。对收集到的胰液进行分析发现含有丰富的HCO3-,推测其主要作用是 。
(3)胰蛋白酶对天然蛋白质的分解能力较差,据图分析胃酸对消化的意义有 。
(4)摄食会导致激素X增加并与褐色脂肪细胞(BAT) (填“细胞膜上”或“细胞内”)特异性受体结合,经一系列信号转导最终激活UCP-1蛋白的表达。UCP-1蛋白位于线粒体内膜上,可介导H内流至线粒体基质并阻断线粒体内膜上的电子传递过程,最终将导致产热 。
(5)胰腺泡细胞分泌的是无活性的胰蛋白酶原,通过胰腺导管进入肠道后会被激活成有活性的胰蛋白酶,胰蛋白酶又可激活更多的胰蛋白酶原,该调节机制是 调节。近年发现,胰蛋白酶原的激活也可通过酸性水解酶的作用而在细胞内发生,该过程与 (细胞器)密切相关。
(6)胰蛋白酶原的异常激活会导致胰腺泡细胞受损,这是急性胰腺炎的重要发病机制。下列有关叙述正确的有 。
①胰腺内可能存在有胰蛋白酶抑制物以防止对胰腺的自我消化
②过量饮酒易引发胰腺炎可能与酒精促使胃产生更多胃酸有关
③检测血液中胰淀粉酶含量可作为诊断是否患急性胰腺炎的指标之一
【答案】(1) 协同 神经和体液
(2) (消化糖类、脂肪和蛋白质的)多种消化酶 (中和进入十二指肠的酸)提供胰酶适宜的pH(环境)
(3)使蛋白质变性利于蛋白酶催化分解;刺激小肠产生促胰液素(和缩胆囊素)
(4) 细胞膜上 增加
(5) 正反馈 溶酶体
(6)①②③
【分析】1、神经调节和体液调节的联系:一方面,体内大多数内分泌腺活动都受中枢神经系统的控制;另一方面,内分泌腺所分泌的激素也可以影响神经系统的功能,如甲状腺分泌的甲状腺激素,如果缺乏这种激素,就会影响幼年动物大脑的发育。
2、激素调节特点:微量高效、通过体液运输、作用于靶器官和靶细胞、作为信使传递信息。
【详解】(1)缩胆囊素和激素X都可以促进胰腺分泌胰液,二者作用方向相同,具有协同作用。分析题图可知,胰腺分泌胰液,既有神经系统的参与,又有激素的参与,故胰腺分泌胰液受神经和体液调节。
(2)胰液中含有多种消化糖类、脂肪和蛋白质的消化酶,可以催化消化糖类、脂肪和蛋白质的水解,故胰液是最重要的消化液;胰液含有丰富的HCO3-,可以中和进入十二指肠的酸,提供胰酶适宜的pH。
(3)分析题图可知,胃酸对消化具有重要意义,胰蛋白酶对天然蛋白质的分解能力较差,而胃酸会使蛋白质变性,有利于蛋白酶催化分解,此外,胃酸还能刺激小肠产生促胰液素和缩胆囊素。
(4)激素X是一种多肽类激素,不会进入细胞内发挥作用,其受体位于细胞膜上,故摄食会导致激素X增加并与褐色脂肪细胞(BAT)细胞膜上特异性受体结合,经一系列信号转导最终激活UCP-1蛋白的表达。UCP-1蛋白位于线粒体内膜上,可介导H+内流至线粒体基质并阻断线粒体内膜上的电子传递过程,减少线粒体内ATP的合成,导致有氧呼吸产生的能量更多地以热能形式散失。
(5)胰腺泡细胞分泌的是无活性的胰蛋白酶原,通过胰腺导管进入肠道后会被激活成有活性的胰蛋白酶,胰蛋白酶又可激活更多的胰蛋白酶原,该调节机制是正反馈。胰蛋白酶原的激活也可通过酸性水解酶的作用而在细胞内发生,溶酶体内含多种酸性水解酶,故该过程与溶酶体密切相关。
(6)急性胰腺炎的重要发病机制为胰蛋白酶原的异常激活会导致胰腺泡细胞受损,①胰蛋白酶抑制物可抑制胰蛋白酶的活性,以防止胰蛋白酶对胰腺的自我消化而导致胰腺泡细胞受损,①正确;②酒精促使胃产生更多胃酸,胃酸能刺激小肠产生促胰液素,从而使胰液分泌增加,导致胰蛋白酶原的异常激活,使胰腺泡细胞受损,②正确;③正常情况下,淀粉酶大多存在于消化道中,若血液中淀粉酶含量高,说明胰腺泡细胞受损,故检测血液中胰淀粉酶含量可作为诊断是否患急性胰腺炎的指标之一,③正确。故选①②③。
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专题17 通过激素的调节
一、单选题
1.(2024高三下·江苏淮安·专题练习)蛋白质等大分子在持续高血糖状态下自发地与葡萄糖等反应,生成稳定的晚期糖基化终末产物(AGEs),该过程不需要酶的催化。研究表明,AGEs会加速人体的衰老并导致许多慢性退化型疾病的发生。下图表示AGEs对某细胞的主要影响机制。相关叙述错误的是( )
A.物质A是丙酮酸,图示细胞为胰岛B细胞
B.蛋白质与葡萄糖反应生成AGEs时,伴随着肽键的形成
C.AGEs进入细胞的方式体现了细胞膜的流动性
D.AGEs进入细胞后,会促进线粒体的凋亡、抑制胰岛素的分泌
2.(2024·江苏·模拟预测)球王梅西11岁时身高只有1.32米,依靠持续注射生长激素才有了1.69米的身高。梅西少年时生长迟缓是由下列哪项功能低下造成的( )
A.垂体 B.甲状腺 C.胰岛 D.肾上腺
3.(2024·江苏南京·二模)血浆渗透压升高导致渗透压渴觉,体液流失导致低血容量性渴觉。下列叙述正确的是( )
A.血浆渗透压下降,可缓解渗透压渴觉,此时垂体合成和分泌的抗利尿激素减少
B.低血容量时,压力感受器受刺激减弱,短时间内心率加快,心输出血量增加
C.血浆渗透压升高,醛固酮含量升高会造成Na+、水积聚在体内,导致组织水肿
D.低血容量时,大脑皮层产生渴觉,为缓解口渴症状,最好及时补充纯净水
4.(2024·江苏南通·三模)运动员在进行马拉松比赛的过程中会大量出汗、口渴而大量饮水,相关叙述正确的是( )
A.运动员在马拉松比赛的过程中,散热量大于产热量
B.运动员在马拉松比赛的过程中,皮肤主要通过辐射的方式散热
C.剧烈运动后,由于缓冲物质的作用使血浆pH保持不变
D.大量出汗后血浆渗透压升高,大脑皮层产生渴觉
5.(2024·江苏徐州·模拟预测)糖皮质激素是一种免疫抑制剂,由肾上腺皮质分泌,属于脂溶性激素。研究发现长期紧张的生活节奏往往会给人带来一定情绪压力。下图为人在情绪压力(如疼痛、恐惧等)下,肾上腺皮质和肾上腺髓质参与的应激反应模式图。有关叙述错误的是( )
A.人体发生应激反应时,机体通过分级调节,最终导致糖皮质激素增多
B.图中激素a是肾上腺素,该激素的分泌增多受副交感神经支配
C.糖皮质激素通过自由扩散进入靶细胞,激活细胞质中的受体,进而发挥作用
D.长期的情绪压力使机体释放糖皮质激素增多,抑制免疫系统的正常功能,使其功能低下
6.(2024·江苏南通·模拟预测)全身麻醉手术的患者发生术中低体温(体温低于36.0℃)的概率高达78.4%。相关叙述错误的是( )
A.下丘脑中既有温度感受器,又有体温调节中枢
B.麻醉可诱导体温调定点降低,导致产热总量大于散热总量
C.手术麻醉后的早期,机体主要通过热辐射大量散热,体温下降
D.临床上可通过调节手术室温度、术中输液加温等手段预防术中低体温
7.(2024·江苏·三模)下列关于细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.糖皮质激素和胰高血糖素是大分子激素,且都由内分泌腺分泌
B.ATP中磷酸基团均带正电荷而相互排斥导致特殊化学键容易断裂
C.纤维素和几丁质都属于多糖,都是细胞内的能源物质
D.同一个体的骨髓造血干细胞和浆细胞的核DNA量可能不同
8.(2024·江苏扬州·模拟预测)甲状腺激素对胰岛B细胞分泌胰岛素的调节存在如下图所示的机制。下列说法正确的是( )
A.图中甲状腺激素通过神经和体液共同调节GLP-1的分泌
B.激活肝脏的甲状腺激素受体可能有助于治疗糖尿病
C.甲状腺激素抑制胰岛B细胞分泌胰岛素加速血糖的吸收和利用
D.胰岛素导致的血糖降低刺激下丘脑,引发副交感神经兴奋
9.(2024·江苏泰州·模拟预测)运用生物学原理可以指导我们的健康生活或科学生产。下列相关叙述正确的是( )
A.肥胖患者可通过促进将脂肪大量转化为糖类而减肥
B.移栽植物时根部应带土,同时保留较多叶片促进光合作用
C.丰富的学习活动和生活体验可以增加脑中神经元的数量
D.冬季养殖家禽家畜时,注意给动物防寒保暖,以提高其细胞呼吸速率
10.(2024·江苏泰州·模拟预测)健康人早晨和下午不同时段、同等运动强度的锻炼条件,体内醛固酮含量的变化如下图。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.锻炼时下午比早晨脱水更严重,故下午不宜进行高强度运动
B.锻炼后出汗会使醛固酮分泌量增加,促进肾小管和集合管对Na+的重吸收
C.运动后适量补充含无机盐的功能性饮料能快速恢复体液平衡
D.大量出汗会使垂体释放的抗利尿激素增加,促进对水的重吸收
11.(2024·江苏连云港·模拟预测)NO化学性质十分活泼,具有多种生物学功能,特别是在心血管舒张中发挥重要作用,其调节过程如下图所示。下列说法正确的是( )
A.Ach、PIP2、Ca2+和NO均是信号分子起调节作用
B.NO进入邻近平滑肌细胞的方式是自由扩散或协助扩散
C.NO对平滑肌松弛的调节是神经-体液调节过程
D.NO具有缓解心肌梗塞症状和降血压的功能
12.(2024·江苏南通·三模)某人离开25℃的房间,进入10℃的环境中一段时间,测定散热量的变化,结果如图。下列说法正确的是( )
A.人体细胞25℃时比10℃时代谢旺盛,与10℃时酶活性较低有关
B.在t1-t2时段,甲状腺激素、肾上腺素分泌增加引起骨骼肌收缩
C.在t2-t3时段,散热量降低与皮肤毛细血管收缩、汗腺分泌减少有关
D.10℃时机体副交感神经兴奋,促进胰高血糖素分泌增加
13.(2024·福建福州·三模)高血压病的发病机制复杂,如水钠潴留(水和钠滞留于内环境)、肾素-血管紧张素-醛固酮系统过度激活(肾素可促进生成血管紧张素Ⅱ,血管紧张素Ⅱ引发血管收缩、醛固酮分泌增加)。下列叙述错误的是( )
A.长期饮食偏咸,钠摄入过多,增加了水钠潴留、患高血压病的可能
B.醛固酮分泌增加,促进钠的重吸收,尿量增加,导致循环血量减少
C.注射血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂,可抑制血管收缩,从而降低血压
D.紧张时血压升高,是神经调节、体液调节等共同作用的结果
14.(2024·江苏·模拟预测)健康人早晨和下午不同时段、同等运动强度的锻炼条件,体内醛固酮含量的变化如下图。据图分析,下列相关叙述错误的是( )
A.锻炼时下午比早晨脱水更严重,故下午不宜进行高强度运动
B.锻炼后出汗会使醛固酮分泌量增加,促进肾脏对的重吸收
C.运动后适量补充含无机盐的功能性饮料能快速恢复体液平衡
D.大量出汗会使垂体释放的抗利尿激素增加,促进对水的重吸收
15.(2024·江苏盐城·模拟预测)正常情况下,人体具有维持内环境相对稳定的能力。下列调节过程叙述错误的是( )
A.运动时体温升高,下丘脑兴奋,皮肤血管收缩
B.运动时血浆渗透压升高,抗利尿激素分泌增加
C.安静时副交感神经占优势,胃肠道蠕动加快
D.安静时肾上腺素分泌减少,机体耗氧量减少
16.(2024·江苏南通·二模)激素、神经递质都是动物体内的信号分子。下列相关叙述正确的是( )
A.激素和神经递质可能作用于同一细胞调控同一生理过程
B.激素和神经递质释放都是通过胞吐完成
C.神经递质与受体结合及生效后,都会很快被酶分解
D.激素不能直接参与细胞代谢,但可以为细胞代谢提供能量
17.(2024·江苏南通·二模)神经性口渴是由渴感的渗透压调节阈值降低所致。当血浆渗透压高于该阈值时,机体会产生渴感,患者表现出口渴、多饮、多尿等症状。下列叙述正确的是( )
A.渴觉中枢兴奋后,兴奋传递至大脑皮层产生渴觉属于非条件反射
B.患者排尿时,脊髓的排尿中枢受大脑皮层高级中枢的控制属于分级调节
C.机体产生渴觉后会主动饮水,随后下丘脑合成、垂体分泌的抗利尿激素会减少
D.某人因出现严重呕吐而大量失水会导致血容量减少,血压上升,同时感觉口渴
18.(2024·江苏南通·二模)人体细胞有多种葡萄糖转运蛋白(GLUTs),其中GLUTI主要负责葡萄糖进入红细胞和跨越血-脑屏障,GLUT4对胰岛素较为敏感。以下叙述正确的是( )
A.不同GLUT的功能不同的根本原因是氨基酸的种类不同
B.胰岛素与细胞内受体结合后会促进含GLUT4的囊泡与细胞膜融合
C.GLUTI转运葡萄糖进入人体的红细胞时空间构象不会发生改变
D.编码GLUTI的基因突变可能导致脑组织缺乏能量供应而萎缩
19.(2024·江苏盐城·模拟预测)当人们面对压力时机体会表现一系列的生理反应,如心跳加速、皮肤及内脏血管扩张、支气管扩张、代谢速率升高等,为机体在紧张的情况下提供充足的能量。下列叙述错误的是( )
A.交感神经和副交感神经属于自主神经系统,由运动神经和感觉神经组成
B.当机体处于压力状态时,交感神经活动占据优势,使机体处于紧张状态
C.下丘脑通过交感神经使胰岛A细胞分泌胰高血糖素,使血糖含量上升
D.脊髓对膀胱大小的控制由自主神经支配,副交感神经兴奋使膀胱缩小
20.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)下丘脑位于大脑的腹面,是调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢所在。下列关于下丘脑的叙述,正确的是( )
A.机体发烧时,下丘脑神经兴奋,其分泌的促甲状腺激素减少
B.大量出汗时,下丘脑合成的抗利尿激素和醛固酮分泌增加
C.饥饿时,下丘脑中的副交感神经兴奋促进胰高血糖素的分泌
D.长期熬夜,下丘脑控制节律功能减弱可导致内分泌系统紊乱
21.(2024·江苏南京·一模)原发性醛固酮增多症(PA)是继发性高血压的常见原因。PA患者糖尿病发病风险较原发性高血压患者增加。下列相关叙述错误的是( )
A.采用醛固酮拮抗剂治疗可适度缓解PA病情
B.PA病因可能是基因突变使醛固酮合成酶表达增加
C.PA患者出现醛固酮分泌增多的原因是细胞外液渗透压增加
D.高醛固酮水平会影响胰岛B细胞功能和组织细胞对胰岛素的敏感性
22.(2024·江苏南通·二模)下列有关人体细胞中元素和化合物的叙述,正确的是( )
A.碳元素在活细胞中含量最多
B.促甲状腺激素中含有碘元素
C.胆固醇参与构成细胞膜
D.DNA和RNA都是细胞内的遗传物质
23.(2024·江苏·一模)针灸可改善帕金森病患者的排便异常、夜尿增多、多汗等临床症状,下列相关叙述正确的是( )
A.参与上述症状的交感和副交感神经属于反射弧中的传入、传出神经
B.患者夜尿增多可能因下丘脑释放的抗利尿激素增多,使逼尿肌收缩
C.通过交感神经的调节和肾上腺等腺体的分泌,患者汗腺分泌增强
D.针灸可提高交感神经的兴奋性,进而促进肠道蠕动以改善便秘症状
24.(23-24高三下·江苏镇江·开学考试)肾上腺素与α受体结合可引起血管和平滑肌收缩,与β受体结合可引起血管舒张、心肌收缩加强、心率加快。下列叙述错误的是( )
A.同一激素具有不同的受体,有利于机体对稳态的精细调控
B.肾上腺素对不同部位血管的效应不同,与受体的种类和密度有关
C.不同部位的细胞存在a受体或β受体,是基因选择性表达的结果
D.“下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴”的分级调节系统可放大肾上腺素的效应
25.(23-24高三下·江苏苏州·开学考试)下图为下丘脑参与调节的部分过程示意图,①~④表示相关物质。下列叙述错误的是( )
A.饮水不足时,下丘脑感受刺激,④的分泌增多
B.饥饿时,下丘脑通过交感神经使胰岛A细胞分泌增强
C.长期摄入碘不足时,①②③含量均增加,导致甲状腺肿大
D.寒冷时,“下丘脑-垂体-甲状腺”的分级调节可以放大激素的调节效应
二、多选题
26.(2024·江苏南京·二模)NF-kB细胞信号转导通路在调控免疫反应、应激反应、细胞生长与死亡等多种生理过程中起关键作用。该通路若长期激活,会极大诱发细胞因子的生成,导致炎症反应。该通路的部分生理调节过程如下图所示,下列叙述正确的有( )
A.细胞因子是免疫活性物质,属于免疫调节的物质基础
B.NF-kB转导通路诱发炎症反应的过程存在负反馈调节
C.IKK抑制剂、γ-氨基丁酸可能都具有降低血糖的效应
D.胰岛素受体基因缺陷是一部分I型糖尿病的重要病因
27.(2024·江苏南通·二模)糖尿病肾病(DKD)是糖尿病最常见的一种慢性微血管并发症,患者遭受肾脏损害,可能出现蛋白尿,并随着病程的发展越发加重,后期往往出现水肿等并发症,严重者可能出现肾衰竭。下列相关叙述正确的是( )
A.蛋白尿会引起血浆渗透压高于组织液进而引起组织水肿
B.药物氯噻酮(抑制肾小管对钠离子的重吸收)能缓解组织水肿
C.胰高血糖素、肾上腺素和甲状腺激素在升高血糖浓度上有协同作用
D.青蒿素(将胰岛A细胞变身为胰岛B细胞)能治疗胰岛素依赖型糖尿病
28.(2024·江苏·一模)人体左右两叶甲状腺背面有两对甲状旁腺,其分泌的甲状旁腺激素(PTH)具有升高血钙功能。下列相关叙述错误的有( )
A.PTH和甲状腺激素的分泌腺相同
B.骨骼可能是PTH的主要靶器官
C.PTH含量过低可能会导致肌无力
D.PTH含量过高会导致神经细胞过度兴奋
29.(2024·江苏泰州·一模)下图为血糖升高时人体胰岛素释放的调节过程示意图,相关叙述错误的是( )
A.图示细胞为胰岛B细胞,是人体内唯一可以释放胰岛素的细胞
B.ATP含量升高,通过调节最终会导致细胞的膜电位变为内负外正
C.胰岛素的释放过程需要细胞呼吸供能,但不需要相关膜蛋白参与
D.胰岛素通过体液运输进入靶细胞,促进细胞摄取、利用和存储糖
30.(2024·江苏南通·一模)人体肠道细胞分泌的胰高血糖素样肽-1(GLP-1)可调节胰岛素的分泌。人体合成的DPP4(二肽基肽酶4)和肠道拟杆菌等合成的菌源DPP4都能使GLP-1失活,西格列汀(人体DPP4抑制剂)是一种降糖药,相关机理如图。相关叙述错误的是( )
A.GLP-1受体主要分布于胰岛A细胞的细胞膜上
B.GLP-1可通过抑制胰岛素的分泌从而升高血糖
C.西格列汀通过抑制活性GLP-1的作用从而降低血糖
D.西格列汀治疗效果的差异与个体肠道菌的差异有关
31.(23-24高三上·江苏苏州·期末)动物对寒冷环境的适应有多种表现形式。下图是不同气候地带的部分动物(括号内标注为体重)基础代谢率与环境温度的关系。下列有关叙述正确的有( )
A.产热增加多的动物如红狐,对寒冷环境的适应能力比北极狐强
B.北极狐的骨骼肌战栗、甲状腺激素等增加是其适应寒冷环境的主要方式
C.冷水中站立的水鸟的趾部温度可能较低,但身体核心部位温度依然维持较高
D.有些动物可通过集群等行为减少散热,以适应寒冷环境
32.(23-24高三上·江苏无锡·阶段练习)在衰老过程中,线粒体产生的大量氧自由基不仅会对细胞造成直接损伤,还能启动一系列的信号转导途径,促进细胞衰老;线粒体呼吸酶复合物的活性随年龄增长而下降,导致ATP生成减少,细胞能量代谢功能下降,从而导致衰老。雌激素具有良好的抗衰老作用,科学家发现在许多组织细胞的线粒体内均存在雌激素受体。下列叙述错误的是( )
A.自由基是氧化反应产生的异常活泼的带电分子或基团
B.若线粒体中呼吸酶复合物活性完全丧失,则细胞因不再产生ATP而衰老死亡
C.在线粒体产生的氧自由基促进细胞衰老过程中会发生信息交流
D.雌激素可能通过与线粒体外膜上的受体结合来保护线粒体,发挥其抗细胞衰老的作用
33.(23-24高三上·江苏·阶段练习)家族性高胆固醇血症患者体内严重缺乏胆固醇运载体 LDL 受体,因此 LDL 携带的胆固醇不能被细胞摄取(如图)。下列相关叙述正确的是( )
A.LDL受体的化学本质是糖蛋白
B.LDL受体的时空分布特征是覆盖在膜上
C.LDL 与细胞膜相比,最明显的区别是由脂单层构成
D.胆固醇是合成人体性激素、生长激素等的重要原料
34.(23-24高三上·山东济南·阶段练习)正常人体静脉注射一定量葡萄糖后,可诱导胰岛素分泌呈“双峰曲线”,两个峰分别代表胰岛素分泌的第一时相和第二时相(基线指24小时胰岛细胞持续分泌的微量胰岛素)。下列叙述正确的是( )
A.0~5min内分泌的胰岛素可能是胰岛B细胞在注射之前就已经合成并储存的
B.第一时相中胰岛素分泌量降低会提高组织细胞吸收葡萄糖的速率
C.出现第二时相主要是因为胰高血糖素的增加使血糖含量迅速升高
D.第二时相中,神经—体液调节系统参与了血糖平衡的调节
35.(2023·山东烟台·一模)正常情况下,人体的体温调定点在37℃左右。病毒引起机体产生1L-6引发炎症反应,IL-6可提高环氧化酶(COX)的活性使体温调定点升高,导致机体发烧。临床上常用皮质醇类似物地塞米松进行降温。皮质醇通过调控基因的表达降低炎症反应并使体温调定点下调,其分泌受下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴的调节。下列说法正确的是( )
A.感染病毒后体温达到新的调定点过程中机体热觉感受器兴奋
B.使用地塞米松降温时,机体皮肤毛细血管舒张,产热小于散热
C.皮质醇可能通过抑制IL-6相关基因的表达减弱炎症反应
D.长期服用地塞米松会导致机体皮质醇分泌增加,炎症反应减轻
三、非选择题
36.(2024·江苏徐州·模拟预测)胰岛素的产生和分泌受到肝脏-胰脏的协同控制,这种调控的枢纽是存在于肝脏中的磷脂酰肌醇-3-激酶(PI3K),如图1所示。图2表示由免疫引起的不同类型的糖尿病。请回答下列问题:
(1)正常人体胰岛素分泌主要受血糖浓度的调节,还受到 等物质的调节。
(2)据图1分析,葡萄糖进入肝细胞和胰脏细胞的方式是 。临床实践显示,PI3K抑制剂能有效抑制恶性肿瘤,但长期或大剂量使用PI3K抑制剂往往会使癌症患者肝脏细胞中 ,造成血糖升高,引起胰脏分泌胰岛素增加,最终使 ,产生胰岛素抵抗的副作用。
(3)据图2分析,Y1与 结合,导致胰岛B细胞对葡萄糖的敏感度降低,从而引发糖尿病。Y2、Y3分别攻击的是 。
(4)图2形成的糖尿病,在免疫疾病中属于 病,可以通过注射胰岛素进行治疗的有 (填图2中数字)。
(5)糖尿病的治疗是现代医学仍未很好解决的难题。研究者用一种金属有机骨架纳米载体(简称U)装载胰岛素,制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障,调节高血糖动物的血糖水平。
下表中与U各结构特点对应的“设计意图说明”正确的有 (填写字母)。
U的结构
补充说明
设计意图说明
内部多孔
胰岛素可嵌于孔内
A.提高胰岛素的装载量
孔的直径为2.6nm
胃蛋白酶直径约6nm
B.避免胃蛋白酶水解胰岛素
表面可附着转铁蛋白
小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体
C.便于细胞识别并吸收
耐酸且稳定
在血浆中可分解
D.消除毒性或副作用
37.(2024·江苏苏州·三模)女性更年期雌激素水平下降,2型糖尿病发病率升高。为研究相关机制,研究者进行了系列实验。
(1)胰岛素由 合成、释放后,经过体液运输,与靶细胞膜上受体结合后,通过信号转导促进血糖进入细胞内 、合成糖原或转变为非糖物质,并抑制 及非糖物质转化为葡萄糖,进而降低血糖。
(2)研究者利用转基因技术获得了雌激素受体(R)基因敲除小鼠。向野生型和R基因敲除小鼠注射葡萄糖,短时间内检测发现两者血液中胰岛素水平的增加量相似。而向两种小鼠注射等量胰岛素5分钟后,检测骨骼肌组织中胰岛素含量,结果如图1。结合以上信息,从胰岛素合成和运输的角度分析,说明雌激素
(3)研究者推测雌激素与内皮细胞中的受体结合后,通过调节内皮细胞相关基因表达,实现对胰岛素的 ,继而影响胰岛素发挥作用,为此研究者进行了下列实验。
①研究人员利用转GFP-核糖体蛋白融合基因的小鼠进行如下实验(图2):
通过对内皮细胞中 的种类及含量变化,检测内皮细胞中受雌激素调节的有关基因表达情况。分析比对有关数据,研究人员认为囊泡运输相关蛋白基因S为内皮细胞中受雌激素调节的重要靶基因。
②为验证上述结果,研究人员以骨骼肌血管内皮细胞为材料,进行了下表所示实验,结果如图3。
组别
注射RNA
转入基因
处理及检测
1
a
无
施加生理盐水或雌激素,检测R蛋
白的含量、S基因的转录量
2
与R-mRNA互补的RNA
无
3
b
4
a、b处应分别为 。2~4组注入与R-mRNA互补的RNA的目的是排除 。在上述细胞培养基中加入荧光标记的胰岛素,施加雌激素后,1、3组的内皮细胞中可观察到荧
光,而2、4组几乎无荧光分布。
(4)根据上述研究可知,雌激素调控胰岛素通过骨骼肌实现血糖调控的机制是: 。
38.(2024·江苏扬州·模拟预测)褪黑素是一种藻类化合物,在动植物体内具有相似的合成途径。人体内的褪黑素是由内分泌腺松果体分泌的激素,其分泌的调节过程如下图所示。
(1)外界暗信号会刺激视网膜上的感光细胞,使其细胞膜内电位变为 电位从而产生兴奋,从而引起交感神经末梢释放去甲肾上腺素,去甲肾上腺素到达受体的方式是 。
(2)在人体中褪黑素具有调整睡眠的作用。据检测,褪黑素白天分泌受抑制,晚上分泌活跃。推测褪黑素对睡眠的影响是 。
(3)褪黑素还可以通过影响下丘脑-垂体-性腺轴发挥调节作用,强光处理20h的雄性大鼠会出现性早熟现象,经检测其体内睾酮(一种雄激素)含量异常升高,某研究小组认为可以通过注射外源性褪黑素来达到治疗性早熟的目的,并以幼龄雄性大鼠为材料进行实验验证,请完成以下实验步骤,并预期实验结果。
第一步:将若干幼龄雄性大鼠随机均分为A、B、C三组,A、B两组 ,C组不作处理。
第二步: ,在相同且适宜的条件下饲养一段时间。
第三步:检测并记录A、B、C三组雄性大鼠体内睾酮含量。
预期实验结果:A、C两组小鼠体内睾酮含量大致相同,且明显 B组。
(4)研究表明,褪黑素还能使淋巴细胞合成和释放某些免疫因子,使淋巴细胞数量增加,由以上可得出:人体内环境稳态的维持是 调节网络共同调节的结果,观察图甲并结合所学知识分析,人体调节免疫功能的信号分子有 。(答出两种即可)
(5)研究发现,褪黑素在植物体内虽然含量微少,但在调节生长发育、增强植物抗逆性方面具有重要作用。科学家将褪黑素确认为一种植物激素,其依据是 (答出2点即可)。在植物体内,结构上和褪黑素相似的植物激素是 。
39.(2024·江苏南通·三模)科研人员通过研究发现:母亲孕期肥胖或高血糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险;夜间过多光源暴露会显著提高正常人患糖尿病等代谢疾病的风险。请回答下列问题。
(1)瘦素作用于下丘脑饱中枢,抑制食欲,减少脂肪合成;脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽类激素,能增加细胞对胰岛素的敏感性。科学家用小鼠进行实验,研究孕前高脂饮食对子代小鼠代谢调节的影响。请完善下表。
实验目标
实验操作及结果分析
实验分组
将① 适应性饲养1周后,随机均分为ab两组,每组10只。
②
从孕前4周开始,a组小鼠给予正常饮食,b组小鼠给予高糖、高脂饮食,并于同一时间对a、b两组小鼠进行同期发情和③ 处理。
④
测定妊娠第15天两组孕鼠相关代谢指标:
实验分析
孕期肥胖、高血糖小鼠的体重、脂肪含量增加,脂联素含量减少。瘦素含量高却导致肥胖的原因可能是由于血脂过高抑制瘦素⑤ ,导致瘦素抵抗,引起肥胖。后续实验中研究人员给24周龄的两组子代小鼠空腹注射等量的葡萄糖或胰岛素,实验结果显示实验组子代小鼠出现“胰岛素抵抗”。
(2)视网膜上的感光细胞在蓝光刺激下可作用于小鼠脑中的相关神经通路,使得空腹小鼠在食用葡萄糖后的血糖浓度上升幅度高于红光刺激的小鼠。下图为光暴露对代谢影响的可能机制。
①蓝光刺激下,小鼠血糖浓度上升的机制可能是:蓝光激活感光细胞,通过交感神经抑制神经递质的释放,减弱了棕色脂肪细胞 。推测蓝光照射可能会产生 (填“炎热”或“凉爽”)的感觉。
②为验证“过度光暴露”通过交感神经系统调节棕色脂肪组织的产热这一推断,研究人员设计了相关实验。该实验需设计三组实验:第一组给予小鼠正常光照条件,第二组给予小鼠过度光暴露处理,第三组的处理是 。
(3)结合以上两项研究对备孕或孕期女性提出合理建议 (写出两点)。
40.(2024·江苏盐城·模拟预测)肥胖不仅会引起胰岛素抵抗,而且还会引起认知功能障碍,下图表示相关机制。已知肥胖导致外周产生过多游离的脂肪酸FFA、脂多糖LPS和炎症细胞因子TNF-α、IL-6等,透过血脑屏障作用于神经细胞。大量脂质进入细胞氧化会诱导线粒体产生过多自由基和膜脂氧化剂MDA.同时,NF-kB信号通路的激活也抑制了胰岛素受体的磷酸化,一系列因素导致脑内神经细胞中胰岛素信号传导功能减弱并发生胰岛素抵抗。请回答:
(1)正常情况下,胰岛素与神经细胞上的受体结合后引起受体 从而引发信号转导,进一步促进 ,从而降低血糖。
(2)据图可知神经细胞膜的功能有 。
(3)LPS与受体TLR结合后会促进JNK的表达,引发胰岛素抵抗。TNF-α、IL-6会促进 分解,从而激活NF-kB信号通路引发胰岛素抵抗。
(4)大量游离的脂肪酸进入神经细胞的线粒体氧化分解导致认知功能障碍的原因是 。
(5)前期的研究发现高强度间歇训练能有效改善2型糖尿病小鼠的胰岛素抵抗状态,科学家推测高强度间歇训练可能是通过改变肝脏炎症来缓解胰岛素抵抗,科研人员进行了如下研究,研究主要步骤见下表,请补全表格:
实验步骤
简要的操作流程
适应性培养及初步分组
将30只5周龄雄性小鼠适应性喂养一周。将上述小鼠分为对照组(NC)和高脂饮食模型组(HFD)。NC组饲喂普通饲料12周;HFD组饲喂高脂饲料12周。
胰岛素抵抗小鼠模型建立
给HFD组腹腔注射链脲佐菌素,通过检测① 等筛选胰岛素抵抗模型建立成功的小鼠。
实验再分组
再将建模成功的小鼠随机分为安静组(SED)和高强度间歇训练组(HIIT)。
运动训练
HIIT组进行8周高强度间歇性训练。运动期间② 组用高脂饲料喂养,其他组用普通饲料喂养。
检测相关指标
用③ 技术检测相关炎症因子mRNA的含量,并通过一定的技术检测这些炎症因子的含量。
如果推测是正确的,则预期实验结果是④ 。
41.(2024·江苏·模拟预测)葡萄糖激酶(GK)作为葡萄糖代谢第一步反应的关键酶,主要存在于人体的胰岛和肝中。它能敏锐地感受到葡萄糖浓度的变化,及时调控相关激素的分泌,维持血糖稳态。下图是GK通过胰腺—肝脏轴调节血糖稳态过程示意图,其中PI3K是肝脏中的一种激酶,GLUT是葡萄糖转运蛋白,IRS是胰岛素受体底物。请回答下列问题。
(1)血糖调节的神经中枢位于 ,其主要调节方式是 。
(2)据图分析,当血糖浓度升高,胰岛B细胞的GK与葡萄糖呈现高亲和力,催化葡萄糖的磷酸化并进一步启动后续反应使ATP含量升高,通过 和 (途径),从而使胰岛素浓度升高。胰岛素作用于肝脏细胞后通过PI3K (途径)和促进肝糖原合成来降低血糖。
(3)研究时发现GK突变可导致人类持久的血糖失调。根据突变的性质, (填“失活性突变”或“激活性突变”)导致高血糖。
(4)T2DM患者的GK表达量及活性与正常人群组相比,如下图所示。请从GK的角度分析2型糖尿病(T2DM)患者血糖长期维持在相对较高水平的原因。 。
(5)2022年10月,全球首创糖尿病新药“多格列艾汀片”上市。多格列艾汀是一种葡萄糖激酶激活剂(GKA),能够改善糖尿病患者受损的GK功能,在降低血糖的同时又具有低血糖发生率低的优点。研究发现GK的活性与葡萄糖浓度有关,当血糖<4mmol/L时,推测葡萄糖激酶(GK)活性 (选填“增强”或“减弱”)。多格列艾汀片能否用于治疗1型糖尿病,请判断并说明原因 、 。
42.(23-24高三下·湖南长沙·阶段练习)糖尿病的治疗是现代医学仍未很好解决的难题。研究人员通过多种实验试图找到治疗或减轻糖尿病患者症状的方法。
(1)胰岛素降低血糖的作用包括:促进血糖进入组织细胞进行 ,进入肝、肌肉并合成糖原,进入脂肪组织细胞转变为甘油三酯;另一方面又能抑制 的分解和非糖物质变为葡萄糖。人体中除胰高血糖素外,能直接或间接地提高血糖浓度的激素有 (至少填两种)。
(2)方法一:研究者用一种金属有机骨架纳米载体(简称U)装载胰岛素,制备成口服胰岛素,可以有效克服胰岛素口服吸收的多重屏障,调节高血糖动物的血糖水平。
金属有机骨架纳米载体装载胰岛素的示意图
下表中与U各结构特点对应的“设计意图说明”正确的有 (填写字母)
U的结构
补充说明
设计意图说明
内部多孔
胰岛素可嵌于孔内
A.提高胰岛素的装载量
孔的直径为2.6nm
胃蛋白酶直径约6nm
B.避免胃蛋白酶水解胰岛素
表面可附着转铁蛋白
小肠上皮细胞表面多转铁蛋白受体
C.便于细胞识别并吸收
耐酸且稳定
在血浆中可分解
D.消除毒性或副作用
(3)方法二:研究人员人工设计了HEK-β细胞(如图),在其细胞膜上添加了葡萄糖转运蛋白和钙离子通道蛋白,HEK-β细胞通过实时感知血糖浓度变化产生所需的胰岛素。请结合图信息和已有的知识,描述该细胞有助于精准治疗糖尿病的降糖机制: 。
(4)另有研究表明:口服葡萄糖比静脉注射葡萄糖引起更多的胰岛素分泌;进行回肠切除术的大鼠,细胞表面的葡萄糖转运蛋白的表达量明显下降。据此,有人提出假说,认为小肠后端的内分泌细胞及其分泌的一种肠源性激素(GLP-1)对血糖的控制至关重要。为验证该假说,研究者选择生理状况良好的同种大鼠若干,随机平均分为4组,检测血糖变化,其中部分进行高糖高脂饮食等诱导制成糖尿病模型鼠。部分实验方案如下。
组别
对照组
实验组
编号
1
2
3
4
大鼠种类及处理
正常大鼠+假手术
糖尿病模型鼠
正常大鼠+切回肠术
?
请将上述实验方案补充完整:4 。若以上4组小鼠的餐后血糖水平大小顺序为 ,则支持该假说。
43.(23-24高三下·江苏苏州·开学考试)头发的生长会不断经历三个阶段:生长期、退化期和休止期,在休止期毛发会脱落。这与毛囊干细胞的生长周期有关,在休止期,毛囊干细胞保持静止状态,因此不分裂;当头发生长进入下一个生长期时,毛囊干细胞被指示分裂并产生新的毛发。毛囊干细胞休止期延长的表征之一是脱发,压力是导致脱发的诱因之一,研究人员利用小鼠作为实验材料,尝试揭示其内在的生理机制。
(1)研究人员首先在小鼠出生后第35天手术切除了其两个肾上腺,并剃除其背部毛发,并以接受假手术的小鼠作为对照组,实验结果如图1所示,该结果说明肾上腺对于毛发的生长具有 作用。
(2)肾上腺包括 和 两个部分,可分泌多种激素。研究人员进一步量化了小鼠体内这些激素的水平,并发现皮质酮在切除了肾上腺的小鼠中表现出最显著的下降。皮质酮分泌的调节,是通过 进行的,具体表现为当感受器接受压力刺激后,神经纤维因 产生兴奋,并向中枢传递,中枢分泌激素a (填名称),促进垂体分泌激素b。激素a与垂体细胞表面受体结合的过程,体现了细胞膜具有 功能。
(3)继续进行实验,实验分为三组,第一组为假手术组+运输皮质酮的空载体,第二组为实验组+皮质酮,第三组为 。实验结果如图2所示。实验结果进一步证明皮质酮影响小鼠毛发生长。
(4)毛囊干细胞的皮质酮受体主要位于细胞的 。进一步的研究发现,皮质酮并不直接毛囊干细胞的活动,而是通过影响毛囊干细胞的支持细胞——真皮乳突细胞Gas6基因的表达来影响其增殖与分化(图3)。据此分析,长期的外界压力小鼠毛发生长缓慢且脱落现象可能的原因是: 。
44.(2024·江苏南通·一模)绵羊是短日照发情动物。下图是短日照引起绵羊繁殖活动的示意图,其中褪黑素(Mel)和甲状腺激素(T3、T4两种形式)在此过程中发挥重要作用,Mel的分泌与夜长成正相关。请回答下列问题。
(1)短日照刺激引起松果体细胞分泌Mel属于 反射,写出其反射弧 (用箭头和文字表示).
(2)TSH作用于脑室膜细胞, (促进、抑制)其分泌Dio3酶,TSH作用的靶细胞还有 。
(3)T4受体主要分布在靶细胞的 ,T4可促进KISS的合成和分泌,KISS的作用是 。下丘脑GnRH神经元接受信号后,通过 轴可显著调控卵巢的生理活动,其主要原因是激素的分级调节具有
(4)为了进一步探究Mel对母羊妊娠的影响,科研人员选择150只初产母羊(已生头胎小羊)同期发情处理后,分为三组,甲组为对照组,乙、丙两组分别在母羊的颈部皮肤下埋植60mg和90mg的Mel,人工授精处理,一段时间后检测各组母羊的妊娠率,结果如下图。
①选择初产母羊的原因是 、 。
②根据实验结果可得出的结论是 。
45.(23-24高三上·江苏苏州·期末)胰液由胰腺外分泌部分泌,含多种胰酶。胰液经导管汇入十二指肠,其分泌调节机制如下图所示,其中缩胆囊素主要促进胰酶的分泌。请回答下列问题:
(1)缩胆囊素和激素X(一种多肽类激素)都可以促进胰腺分泌胰液,两者存在 作用。由图可知,胰腺分泌胰液受 调节。
(2)胰液是最重要的消化液,其原因可能是胰液中含有 。对收集到的胰液进行分析发现含有丰富的HCO3-,推测其主要作用是 。
(3)胰蛋白酶对天然蛋白质的分解能力较差,据图分析胃酸对消化的意义有 。
(4)摄食会导致激素X增加并与褐色脂肪细胞(BAT) (填“细胞膜上”或“细胞内”)特异性受体结合,经一系列信号转导最终激活UCP-1蛋白的表达。UCP-1蛋白位于线粒体内膜上,可介导H内流至线粒体基质并阻断线粒体内膜上的电子传递过程,最终将导致产热 。
(5)胰腺泡细胞分泌的是无活性的胰蛋白酶原,通过胰腺导管进入肠道后会被激活成有活性的胰蛋白酶,胰蛋白酶又可激活更多的胰蛋白酶原,该调节机制是 调节。近年发现,胰蛋白酶原的激活也可通过酸性水解酶的作用而在细胞内发生,该过程与 (细胞器)密切相关。
(6)胰蛋白酶原的异常激活会导致胰腺泡细胞受损,这是急性胰腺炎的重要发病机制。下列有关叙述正确的有 。
①胰腺内可能存在有胰蛋白酶抑制物以防止对胰腺的自我消化
②过量饮酒易引发胰腺炎可能与酒精促使胃产生更多胃酸有关
③检测血液中胰淀粉酶含量可作为诊断是否患急性胰腺炎的指标之一
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